在现今矿产资源紧缺的时期,灵活、高效、安全的无人机航空探测技术有着广阔的发展前景,该项技术在国际上早已受到学者们的广泛关注并成为研究的热点。目前我国在使用无人机平台作航空探测方面仍处于初级研究阶段,无人机平台的选择、飞行控制方法等仍在不断的探索中,目前采用固定翼无人机作为航空探测平台的方式无法进行精确的低空、低速测量。本文以旋翼无人机为载体,对航空探测平台的低空、低速自主飞行控制系统展开了研究。通过总结航空探测无人机技术的国内、外研究现状,以及几种常用的无人机飞行控制算法,选用经典的闭环PID控制理论来设计无人机平台的飞行控制系统的控制器;通过对无人机平台的结构、受力、飞行原理分析,再结合牛顿—欧拉方程组,建立了平台系统的动力学模型;通过简化系统模型,将平台的飞控系统分为速度、姿态、位置等三个控制回路,分别对三个回路设计PID回路控制器,并在MATLAB/SIMULINK软件中进行平台系统飞行仿真实验,实验结果验证了设计的PID回路控制器的有效性。以STM32为主控器设计了一套适用于航空探测无人机的飞行控制系统,系统主要包括电源、控制、无线通信、测量、电机驱动等5个模块。主控器模块接收地面站的控制指令,根据测量模块的数据进行速度、姿态和位置的PID控制计算4个电机的控制量,并输出对应的PWM控制信号;测量模块中包括惯性测量、方向测量和气压测量三部分,向主控器提供平台的姿态和位置数据;电机驱动模块对主控器输出的PWM信号通过电调模块放大进行无刷电机驱动;无线通信模块选择3-DR数传电台,完成航空探测平台机载部分与地面站之间的数据传输。通过飞行试验结果验证了本文设计的平台飞控系统实现了飞行平台悬停状态下的滚转角?、俯仰角?、偏航角?和高度h的控制,实验结果表明平台在悬停时滚转角、俯仰角、偏航角的角度变化范围都控制在1°之间,平台在悬停时上下抖动范围不超过0.2m,表明了所设计的无人机平台的控制方法的可行性,为后续的自主飞行控制研究奠定了基础。