飞控子系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统，飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用，是无人机最核心的技术之一。飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分，实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。
其中机体大量装配的各种传感器(包括角速率、姿态、位置、加速度、高度和空速等)是飞控系统的基础，是保证飞机控制精度的关键。在不同飞行环境下，不同用途的无人机对传感器的配置要求也不同。
导航系统向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机按照指定航线飞行，相当于有人机系统中的领航员。无人机载导航系统主要分非自主(GPS等)和自主(惯性制导)两种，但分别有易受干扰和误差积累增大的缺点，多种导航技术结合的“惯性+多传感器+GPS+光电导航系统”将是未来发展的方向。
不同用途的无人机对动力装置的要求不同，但都希望发动机体积小、成本低、工作可靠，对于油动工业机来讲涡轮将取代活塞成为无人机的主力动力机型，对于电动消费机来讲，太阳能、氢能等新能源电动机有望为小型无人机提供更持久的生存力。
数据链传输系统是无人机的重要技术之一，负责完成对无人机遥控、遥测、跟踪定位和传感器传输，上行数据链实现对无人机遥控、下行数据链执行遥测、数据传输功能。随着机载传感器、定位的精准程度和执行任务的复杂程度不断上升，未来在全天候要求低的领域可能还将出现激光通讯方式。
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