四旋翼基本参数
四旋翼作为一种可以在空间中自由飞行的无人飞行器，具有6个自由度和4个螺旋桨。其中，4个螺旋桨提供动力，作为四旋翼的动力源；6个自由度分别为：3个位置坐标x , y , z ，3个角度坐标θ \thetaθ（俯仰），φ \varphiφ（滚转），ψ \psiψ（偏航）。三种角表示如下：

基本假设
为了研究方便，作出以下假设：

四旋翼为刚体；
四旋翼几何中心处于其重心；
只有螺旋桨的拉力T TT和重力G 作用于四旋翼，且拉力T 垂直于四旋翼的几何平面，重力G 指向地心；
四旋翼的转动惯量和质量不变；
呈对角线分布的两个螺旋桨转动方向相同；
忽略空气阻力。
转换矩阵
为研究四旋翼，需要建立坐标系。但随之而来的问题是，应该相对于什么建立坐标系。可以相对四旋翼本身建立坐标系，这种坐标系便于研究四旋翼的俯仰、滚转、偏航角，但显然无法得知四旋翼在具体空间中的位置坐标；亦可以相对地球建立坐标系，该坐标系便于得知四旋翼的位置信息，但其角度信息比较难以求解。