本发明公开了一种面向空中集群目标的无人机协同最优覆盖探测方法,包括以下步骤:建立雷达探测下的目标概率分布模型和无人机探测模型;基于目标概率部分模型和无人机探测模型建立集群协同覆盖探测优化目标函数;根据雷达和无人机的实时检测结果,基于检测结果对优化目标函数进行迭代优化,实现对目标群的覆盖探测。本发明公开的面向空中集群目标的无人机协同最优覆盖探测方法,在多误差输入下,能够快速的生成期望无人机阵型及视线方向,实现对目标集群的高覆盖率探测。