由于甲烷和煤尘的存在易引发煤矿爆炸事故，事故发生后灾变现在环境危险等级高，若派救援队员进入现场探索事故情况，会引发二次矿难。由于无法获取事故现场的信息，因而救援专家无法制定有效的方案开展救援工作。目前公认最安全、有效的方法是先派机器人进入事故现场，采集相关环境信息，将环境信息以数据包的形式发送到控制中心，以此作为派救援队员进入现场的判据。根据目前国内矿山救援设备发展状况以及灾变现场的环境复杂性，本文以四旋翼飞行器为研究对象，提出了一种基于测距的四旋翼飞行器自主飞行控制系统，通过实验验证了该系统的可行性。首先设计了自主飞行实现方案，该方案分为两部分：控制信号采集量化和控制信号反灌。根据方案要求设计控制系统硬件、软件，选择ARM7作为系统硬件开发平台，ADS1.2作为软件开发工具。将GPIO连接接收机输出端，通过设置中断、定时器，采集量化控制信号。在飞行器周围安装测距传感器，用于测量空间位置信息。系统将控制信号量化值和空间位置信息组帧，通过无线的方式发送至上位机中。经过多次飞行实验得到大量的样本数据，根据控制信号反灌要求，从中总结出控制信号与飞行器飞行姿态的关系，重点分析了起飞、降落以及不同高度与控制信号之间的关系。利用C语言描述该对应关系，编译生成二进制文件烧到主控板中，GPIO输出与飞行姿态对应的控制信号，实现飞行器自主起飞、悬停、降落。另外机载主控系统具有环境信息采集功能，把采集到有害气体浓度经过AD转换成数字量，通过无线方式发送到安装有灾变环境评估系统的上位机中，该上位机对收到数据进行分析、判断等操作，为救援工作的展开提供了宝贵的依据，避免二次矿难的发生。本文最后对系统硬件、软件进行了测试，并成功实现了四旋翼飞行器自主起飞、高度锁定、降落，结果表明预期方案可行。