本发明公开了一种复杂环境下四旋翼无人机大机动敏捷飞行方法。本发明基于四旋翼无人机动力学的微分平坦性质设计机动性轨迹生成算法，通过minimum snap构建轨迹规划最优化函数，利用复合串级PID控制器实现了对机动性轨迹的可靠跟随。本发明还给出了一种适用于大机动敏捷飞行的四旋翼无人机硬件结构，具有轻量化、紧凑化的设计和良好的动力学对称性。本发明无需机器学习方法，仅依靠机载传感器和算力资源实现实时规划，解决了四旋翼无人机在复杂环境下实现大加速度、大姿态角的机动敏捷飞行问题，充分发挥四旋翼无人机的飞行潜力，扩展了其执行特殊任务的能力。