Con el objetivo de cumplir con los requisitos de rapidez, alta precisión y robustez para el control de la trayectoria longitudinal de la aeronave receptora en el reabastecimiento aéreo autónomo, se propone una estrategia de control de elevación directa (DLC) que integra la inversión dinámica no lineal incremental (INDI) y el observador de estado extendido no lineal (NESO). Primero, se presenta una estrategia de control para generar elevación directa a través de la acción coordinada de los flaperones y los elevadores, y se establece un modelo de dinámica longitudinal. En segundo lugar, basándose en los métodos INDI y DLC, se logra el seguimiento y control rápido de la altitud. Finalmente, se diseña un NESO. Las ganancias del observador se diseñan mediante el método de colocación de polos y el método de optimización robusta para lograr la estimación de estados como la velocidad del aire, el ángulo de ataque, la tasa de cabeceo y el ángulo de cabeceo, así como las perturbaciones de fuerza y momento desconocidas. Las perturbaciones de fuerza y momento estimadas se utilizan para implementar el control de rechazo de perturbaciones activo. Los resultados de simulación muestran que la estrategia no tiene error de seguimiento de altitud en condiciones de operación normales, y el error de seguimiento de altitud es inferior a 0.2 m en condiciones de perturbación típicas, lo que indica una alta precisión de control. En condiciones de perturbación, los errores de estimación de la verdadera velocidad del aire, el ángulo de ataque, el ángulo de cabeceo y la velocidad angular de cabeceo son inferiores a 0.3 m/s, 0.12 grados, 0.1 grados y 0.2 grados/s, respectivamente, demostrando la capacidad de estimación de alta precisión del observador. El NESO exhibe alta precisión en la estimación de estados, la deflexión del timón es suave y la capacidad de anti-perturbación es significativamente mejor que los métodos tradicionales, proporcionando una solución ingenierizada para el control longitudinal de la aeronave receptora.