高精度运动捕捉系统对四旋翼飞行器控制算法的研究具有重要意义。针对传统PID控制在出现较大速度变化率时，会输出很大偏差引起系统的振动，设计了一种不完全微分先行的改进PID控制算法，完成了四旋翼飞行控制器的设计，为了提高四旋翼控制算法的精确度，本文引入了运动捕捉系统，设计了四旋翼飞行器的导航控制系统并且搭建了飞行器测试平台。仿真和实验结果表明，设计的控制器具有良好的稳定性和跟踪性，为下一步更为深入的控制算法的设计和研究奠定了良好的基础。