无人机因体积小、成本低、部署灵活等独特优点在信息感知、情报侦察等众多领域内得到广泛应用。作为获取空间数据的重要手段,无人机中蕴含海量的高价值数据,致使它成为被攻击的主要对象之一。这一点可以从过去二十年中公开的无人机安全事件中得到证实,其中最著名的莫过于伊朗截获美军无人机事件。在无人机系统中,无人机数据链路的安全至关重要,它作为无人机机载端与地面控制端通信的纽带,为无人机的运行及各项任务的执行提供了支撑。本论文分别从无人机上、下行链路两方面入手,以提高无人机数据链路的安全性与可靠性为研究目标,开展基于混沌调制的无人机安全通信链路的理论研究。主要研究工作如下:（1）针对无人机上行链路存在安全性不高、抗干扰能力不强及可靠性低的问题,提出了一种基于混沌序列插入（Chaotic Sequence Insertion,CSI）的DS-FH无人机安全上行链路方案CSI-DS-FH。该方案按照预先设定的规则将冗余的混沌序列插入到待发送数据中并完成混沌直扩与跳扩;接收端对接收的混沌扩频信号进行混沌解扩,筛选出其中的冗余序列和有用数据分别用于鉴定数据可靠性并恢复发送数据。CSI-DS-FH方案的仿真结果表明,该方案能够保证数据的安全传输,同时根据解扩结果的冗余信息可以进一步判断数据来源的可靠性,防止无人机接收到非法信号,提高了无人机上行链路的安全性与可靠性。（2）针对无人机下行链路存在通信内容易遭受窃听而导致数据泄露的问题,提出了一种基于混沌星座置乱（Chaotic Constellation Scrambling,CCS）的无人机安全下行链路方案。该方案通过量化分组的混沌序列实现对初始星座图映射规则的修改,以此构造出符合Gray码的混沌星座图,用于星座映射与解映射过程。并对该CCS方案进行了仿真分析,其结果表明,该方案在未对无人机高速数据链路系统传输性能造成影响的前提下,确保了数据传输的安全。（3）针对无人机下行链路存在因数据被篡改而接收到不可靠数据的问题,提出了一种混沌子载波调制（Chaotic Sub-carrier Modulation,CSCM）的无人机安全下行链路方案。该方案由数据发送端利用量化分组的混沌序列对数据进行混沌串并转换和混沌扰乱操作。接收端则通过相同的混沌序列对接收的数据进行解扰,并从中筛选出冗余数据与有用数据,分别用于判断数据来源可靠性和原始数据的恢复。CSCM方案的仿真结果表明,该方案不仅可以实现无人机数据的加密传输,还可以识别数据来源的可靠性,从而达到无人机数据安全可靠传输的目的。