近年来，无人机的研究和应用成为一个热点。无人机具有自动起飞、驾驶、导航与定位，以及信息采集与传送等多项功能，尤其适合代替人在危险、恶劣和极限的环境下完成特定的工作和任务。因此无人机在军事、航空航天、测绘以及商业等领域有着广泛的应用。无人机地面站是无人机系统的重要组成部分，承担着与无人机的实时通信、数据存储与分析、地图定位，以及任务规划和管理等多种功能，为无人机成功完成飞行任务提供了保证。本文的研究内容包括无人机地面站软件的设计，以及基于势能函数的航迹规划算法的研究。本论文完成的主要工作包括：（1）无人机地面站软件的设计。本文开发了一款无人机地面站软件，主要实现了以下几个方面的功能。第一，地面站与无人机的实时通讯，包括对无人机飞行信息的接收，以及向无人机发送控制命令等；第二，地面站数据库系统的设计，本文基于MYSQL数据库，实现了对无人机飞行信息的存储、规划航迹信息的存储与修改，以及通过查询功能实现的无人机航迹回放等功能；第三，利用MapX电子地图，实现对无人机的定位以及导航等功能；最后通过实验联调，验证了无人机地面站软件的稳定运行，实现了各个模块的功能。（2）基于势能函数的航迹规划算法的设计。为使无人机系统提高自主控制和执行任务能力，实现无人机地面站的航迹规划功能是一个关键问题。本文基于势能函数的设计方法，设计了一种无人机航迹规划算法。该算法是在已知的环境中，根据无人机距离目标点以及障碍物的距离，构建能量分布场，并通过设计时变控制增益的规划算法，使得无人机渐近达到目标点，同时保证无人机的速度、加速度满足其机动性能要求。本文通过基于Lyapunov稳定性理论的分析，证明了所提出的航迹规划算法的稳定性，并由Matlab/Simulink数值仿真验证了航迹规划算法的有效性。