2025年注冊電氣工程師考試電氣工程無人機與無人船試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（本大題共20小題，每小題1分，共20分。每小題的備選項中，只有1個最符合題意）1.在電氣工程領(lǐng)域，無人機技術(shù)應用于巡檢時，下列哪項措施最能有效避免電磁干擾對傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?？（A）A.使用光纖通信代替無線傳輸B.將傳感器安裝在與變電站等強電設(shè)備保持5米以上的距離C.在無人機機身上加裝屏蔽罩D.提高傳感器的工作頻率至更高頻段2.無人船在進行水下電纜敷設(shè)作業(yè)時，其動力系統(tǒng)通常采用以下哪種類型？（C）A.傳統(tǒng)的內(nèi)燃機驅(qū)動B.氣壓式推進器C.永磁同步電機配合矢量控制技術(shù)D.太陽能帆板驅(qū)動3.當無人機在輸電線路附近進行巡檢作業(yè)時，安全距離一般應保持在多少米以上？（B）A.2米B.8米C.15米D.30米4.以下哪種傳感器最適合用于無人船的水下地形測繪？（A）A.深度聲吶傳感器B.紅外熱成像儀C.氣壓高度計D.電磁流量計5.在無人機電池管理系統(tǒng)中，哪種技術(shù)能有效防止過充現(xiàn)象？（C）A.降低電池充放電電流B.使用更大的電池容量C.實施智能BMS（電池管理系統(tǒng)）監(jiān)控D.增加電池散熱片6.無人船在進行跨海電力輸送線路巡檢時，其導航系統(tǒng)通常采用哪種定位技術(shù)？（B）A.GPSB.GLONASSC.北斗D.以上都不是7.無人機在進行高壓線路巡檢時，其攝像頭應具備以下哪種特性？（A）A.高分辨率和寬動態(tài)范圍B.紅外夜視功能C.微波穿透能力D.磁性吸附功能8.以下哪種材料最適合用于制造無人船的水下耐壓外殼？（C）A.鋁合金B(yǎng).銅合金C.高強度鈦合金D.塑料9.在無人機機載電源系統(tǒng)中，哪種技術(shù)能提高電池能量密度？（D）A.使用更大的電池B.增加電池數(shù)量C.提高電池充放電速率D.采用新型固態(tài)電池技術(shù)10.無人船在進行海底電纜修復作業(yè)時，其機械臂應具備以下哪種功能？（A）A.精密抓取和操作能力B.高速旋轉(zhuǎn)能力C.大范圍移動能力D.水下焊接能力11.當無人機在復雜電磁環(huán)境下作業(yè)時，哪種措施能提高通信可靠性？（C）A.增加無人機數(shù)量B.提高無人機飛行高度C.使用跳頻通信技術(shù)D.增加天線功率12.以下哪種傳感器最適合用于無人船的水下障礙物檢測？（B）A.溫度傳感器B.激光雷達C.氣壓傳感器D.聲納傳感器13.在無人機電池熱管理系統(tǒng)中，哪種技術(shù)能有效防止熱失控？（D）A.降低電池工作溫度B.使用散熱片C.增加電池散熱面積D.實施熱敏電阻實時監(jiān)控14.無人船在進行海底電纜敷設(shè)作業(yè)時，其姿態(tài)控制系統(tǒng)應具備以下哪種特性？（A）A.高精度和快速響應B.大范圍調(diào)節(jié)能力C.強動力輸出D.長時間續(xù)航能力15.當無人機在強風環(huán)境下作業(yè)時，哪種措施能提高穩(wěn)定性？（C）A.增加無人機重量B.降低無人機飛行高度C.使用抗風螺旋槳D.增加無人機翼面積16.以下哪種材料最適合用于制造無人船的水下防水電纜？（C）A.銅導線B.鋁導線C.鍍錫銅導線D.鎳合金導線17.在無人機機載計算機中，哪種技術(shù)能有效提高數(shù)據(jù)處理速度？（D）A.增加內(nèi)存容量B.提高處理器主頻C.增加存儲空間D.采用GPU加速技術(shù)18.無人船在進行水下電纜巡檢時，其照明系統(tǒng)應具備以下哪種特性？（A）A.高亮度和長照射距離B.色彩豐富C.可調(diào)節(jié)亮度D.可調(diào)節(jié)色溫19.當無人機在山區(qū)進行巡檢作業(yè)時，哪種措施能提高續(xù)航時間？（C）A.增加電池容量B.降低飛行高度C.使用高效能電池D.增加無人機重量20.以下哪種技術(shù)最適合用于無人船的水下聲納數(shù)據(jù)處理？（B）A.機器學習B.小波變換C.深度學習D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)二、多項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分。每小題的備選項中，有2個或2個以上符合題意，錯選、少選、多選均不得分）1.無人機在進行輸電線路巡檢時，可能遇到的安全風險包括哪些？（ABCD）A.電磁干擾B.高壓電擊C.復雜地形D.惡劣天氣2.無人船在進行水下電纜敷設(shè)作業(yè)時，其導航系統(tǒng)可能采用哪些技術(shù)？（ABCD）A.GLONASSB.北斗C.GPSD.慣性導航系統(tǒng)3.在無人機電池管理系統(tǒng)中，哪些技術(shù)能有效提高電池壽命？（BCD）A.降低電池充放電電流B.實施智能BMS監(jiān)控C.采用低溫充電技術(shù)D.防止過充過放4.無人船在進行海底電纜巡檢時，其傳感器系統(tǒng)可能包括哪些類型？（ABCD）A.深度聲吶傳感器B.激光雷達C.溫度傳感器D.聲納傳感器5.當無人機在復雜電磁環(huán)境下作業(yè)時，哪些措施能提高通信可靠性？（ABC）A.使用跳頻通信技術(shù)B.增加天線數(shù)量C.使用光纖通信D.降低通信頻率6.無人船在進行水下電纜修復作業(yè)時，其機械臂可能具備哪些功能？（ABCD）A.精密抓取和操作能力B.高速旋轉(zhuǎn)能力C.大范圍移動能力D.水下焊接能力7.在無人機機載電源系統(tǒng)中，哪些技術(shù)能提高電池能量密度？（CD）A.使用更大的電池B.增加電池數(shù)量C.采用新型固態(tài)電池技術(shù)D.使用鋰硫電池8.無人船在進行跨海電力輸送線路巡檢時，其姿態(tài)控制系統(tǒng)可能采用哪些技術(shù)？（ABD）A.高精度陀螺儀B.快速響應控制算法C.大范圍調(diào)節(jié)能力D.液壓助力系統(tǒng)9.當無人機在山區(qū)進行巡檢作業(yè)時，哪些措施能提高續(xù)航時間？（BC）A.增加電池容量B.使用高效能電池C.優(yōu)化飛行路線D.增加無人機重量10.以下哪些技術(shù)最適合用于無人船的水下聲納數(shù)據(jù)處理？（BC）A.機器學習B.小波變換C.深度學習D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三、判斷題（本大題共10小題，每小題1分，共10分。請判斷下列表述是否正確，正確的涂A，錯誤的涂B）1.無人機在進行輸電線路巡檢時，其飛行高度越高，受到的電磁干擾就越小。（A）解：無人機飛行高度增加，雖然與地面變電站等強電設(shè)備的距離變遠，但同時也增加了信號傳輸?shù)穆窂綋p耗，特別是在長距離巡檢時，通信鏈路可能更容易受到其他電磁干擾源的影響。不過，從避免直接物理接觸的角度看，飛行高度越高相對更安全，但題目表述過于絕對，嚴格來說在高空開闊地帶電磁環(huán)境可能更復雜，此處按教材常見認知判斷為正確。2.無人船的水下電纜敷設(shè)作業(yè)，通常需要在有流的海域進行，因為無流海域會導致電纜無法正常敷設(shè)。（B）解：實際上，水下電纜敷設(shè)最理想的條件是在無流或弱流海域，因為強流會嚴重影響電纜的穩(wěn)定性和敷設(shè)路徑控制，增加施工難度和風險。只有在特定情況下，比如需要利用海流輔助敷設(shè)較重電纜或進行拖航作業(yè)時，才可能選擇有流海域。3.無人機電池管理系統(tǒng)中的BMS，主要功能是監(jiān)控電池的電壓、電流和溫度，不能有效防止過充。（B）解：BMS（電池管理系統(tǒng)）的核心功能之一就是通過精確監(jiān)控電池的各項參數(shù)，并在檢測到過充風險時自動切斷充電回路或降低充電電流，從而有效防止電池過充，避免熱失控等危險情況。4.無人船在進行海底電纜巡檢時，其機械臂的材質(zhì)選擇首要考慮的是耐壓性能。（A）解：由于無人船在水下作業(yè)，其機械臂必須承受巨大的水壓，因此耐壓性能是選擇材料時最重要的考量因素之一，通常需要采用高強度鈦合金等特種材料來保證其結(jié)構(gòu)強度和可靠性。5.當無人機在強電磁干擾環(huán)境下作業(yè)時，使用同頻段通信肯定會導致通信中斷。（B）解：雖然同頻段通信更容易受到干擾，但現(xiàn)代無人機通信系統(tǒng)通常會采用跳頻技術(shù)、擴頻技術(shù)或增加發(fā)射功率等方法來對抗干擾，不一定會導致通信完全中斷，題目表述過于絕對。6.無人船的水下地形測繪，主要依賴聲吶傳感器，紅外熱成像儀完全無用。（B）解：聲吶傳感器是水下地形測繪的主要工具，但紅外熱成像儀在水下基本無效，因為光在水中衰減極快，只有聲波能有效傳播。題目表述將紅外傳感器排除在外是正確的，但“完全無用”這種絕對化表述不完全嚴謹，需結(jié)合具體應用場景，不過作為判斷題通常按教材標準答案判斷。7.無人機機載計算機采用GPU加速技術(shù)，主要是為了提高圖像處理速度，與電池管理無關(guān)。（B）解：無人機機載計算機采用GPU加速技術(shù)，確實主要目的是為了提高圖像處理、視頻分析、實時決策等任務的運算速度，這對于巡檢任務的效率和準確性至關(guān)重要。但GPU也完全可以用于加速電池管理系統(tǒng)的復雜算法計算，比如熱模型仿真、SOC/SOH估算等，因此說與電池管理完全無關(guān)是不準確的。8.無人船在進行跨海電力輸送線路巡檢時，其導航系統(tǒng)可以完全依賴GPS，不需要其他輔助系統(tǒng)。（B）解：GPS信號在水下完全無法接收，且在近?；驈碗s海域，GPS信號可能受遮擋或干擾，定位精度也會下降。因此，無人船的導航系統(tǒng)必須采用多系統(tǒng)融合技術(shù)，如結(jié)合GLONASS、北斗、慣性導航系統(tǒng)（INS）、聲學定位系統(tǒng)等，才能保證全天候、高精度的導航能力。9.在無人機電池熱管理系統(tǒng)中，熱敏電阻的主要作用是實時監(jiān)測電池溫度，不能用于控制散熱。（B）解：熱敏電阻確實是實時監(jiān)測電池溫度的關(guān)鍵元件，但它的信號可以被控制系統(tǒng)讀取，進而用于控制風扇轉(zhuǎn)速、調(diào)整充放電功率或觸發(fā)其他保護措施，因此說它完全不能用于控制散熱是不準確的。10.無人船的水下聲納數(shù)據(jù)處理，傳統(tǒng)方法不如現(xiàn)代方法先進。（A）解：隨著技術(shù)發(fā)展，基于小波變換、深度學習等現(xiàn)代信號處理方法在水下聲納數(shù)據(jù)處理方面確實比傳統(tǒng)的傅里葉變換等方法更加先進，能夠更好地抑制噪聲、提高分辨率、實現(xiàn)更智能的目標識別等。四、簡答題（本大題共5小題，每小題4分，共20分。請根據(jù)題目要求，簡要回答下列問題）1.簡述無人機在進行輸電線路巡檢時，如何避免電磁干擾對傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽４穑簾o人機避免電磁干擾的方法有很多種。首先，最根本的是盡量遠離強電磁源，比如保持與變電站、高壓線等至少8米以上的安全距離。其次，在通信鏈路設(shè)計上，可以使用光纖通信代替易受干擾的無線傳輸，或者采用抗干擾能力強的跳頻通信、擴頻通信技術(shù)。再次，在無人機機身上可以加裝屏蔽罩，減少外部電磁場對機載設(shè)備的干擾。最后，在軟件層面，可以采用數(shù)字信號處理技術(shù)，實時濾除噪聲干擾，提高信號傳輸?shù)目煽啃浴?.描述無人船在進行海底電纜敷設(shè)作業(yè)時，其姿態(tài)控制系統(tǒng)需要具備哪些關(guān)鍵功能。答：無人船的姿態(tài)控制系統(tǒng)需要具備高精度和快速響應的關(guān)鍵功能，以確保在敷設(shè)過程中能實時、準確地調(diào)整船體姿態(tài)。具體來說，需要能精確控制船體的橫搖、縱搖和偏航角度，以配合電纜放出速度和方向，保證電纜平穩(wěn)、直線性地敷設(shè)到預定位置。同時，該系統(tǒng)還應具備良好的穩(wěn)定性，能在風浪等外界干擾下保持船體姿態(tài)的穩(wěn)定，確保敷設(shè)作業(yè)的安全和精度。此外，還需要集成深度傳感器和視覺系統(tǒng)，實時獲取海底地形和電纜狀態(tài)信息，為姿態(tài)控制提供反饋。3.分析無人機電池管理系統(tǒng)（BMS）中，哪些技術(shù)能有效防止過充現(xiàn)象。答：無人機電池管理系統(tǒng)（BMS）中防止過充的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：實時監(jiān)測電池電壓，當單體電池電壓達到設(shè)定的過充閾值時立即切斷充電回路或大幅降低充電電流；精確控制充電電流，避免大電流沖擊導致電池溫度升高過快；實施均衡管理，通過主動或被動均衡技術(shù)，使電池組內(nèi)各單體電池的電壓保持均衡，防止個別電池過充；采用智能算法，根據(jù)電池的實時狀態(tài)（SOC、SOH、溫度等）動態(tài)調(diào)整充電策略，實現(xiàn)更科學的充電管理。這些技術(shù)共同作用，能有效防止電池過充，延長電池壽命，提高安全性。4.比較無人船在進行水下電纜巡檢和修復作業(yè)時，分別對機械臂的功能要求有何不同。答：無人船在進行水下電纜巡檢時，對機械臂的功能要求主要是具備一定的操作能力和觀察能力，比如能抓取或固定電纜進行狀態(tài)檢查，能安裝或拆卸傳感器進行檢測，或者能操作攝像頭對電纜進行詳細觀察。通常不需要很高的精度和力量，但需要靈活性和一定的耐腐蝕性。而在進行水下電纜修復作業(yè)時，對機械臂的功能要求則更高，需要具備高精度和高力量的抓取、操作能力，能進行擰緊螺栓、連接接頭、焊接等精細操作，還需要具備良好的防水防腐蝕性能和耐壓能力，以適應復雜的水下環(huán)境。5.解釋為什么無人船在進行跨海電力輸送線路巡檢時，其導航系統(tǒng)需要采用多系統(tǒng)融合技術(shù)。答：無人船在進行跨海電力輸送線路巡檢時，其導航系統(tǒng)需要采用多系統(tǒng)融合技術(shù)，主要是因為單一導航系統(tǒng)存在局限性。GPS等衛(wèi)星導航系統(tǒng)在水下和遮擋嚴重的近海區(qū)域無法使用，且易受干擾導致定位精度下降。僅依賴慣性導航系統(tǒng)（INS）會存在漂移累積，導致長時間定位誤差越來越大。聲學定位系統(tǒng)雖然能在水下工作，但作用距離有限且易受水流、海底地形等因素影響。因此，將GLONASS、北斗等衛(wèi)星導航系統(tǒng)、INS、聲學定位系統(tǒng)以及實時動態(tài)（RTK）技術(shù)等多種導航系統(tǒng)進行融合，可以取長補短，實現(xiàn)全天候、高精度、高可靠性的導航定位，滿足跨海巡檢任務的需求。本次試卷答案如下一、單項選擇題1.A解析：無人機在巡檢時，電磁干擾主要來自變電站、高壓線等強電設(shè)備，使用光纖通信完全避免了電磁干擾問題，而其他選項只是緩解干擾的方法或保持距離，不能完全避免。無線傳輸本身就是易受干擾的，所以A最優(yōu)。2.C解析：無人船進行水下電纜敷設(shè)，需要高效、平穩(wěn)的動力系統(tǒng)，永磁同步電機配合矢量控制技術(shù)具有高效率、高響應、易于精確控制速度和位置等優(yōu)點，特別適合水下作業(yè)的穩(wěn)定性和精度要求。內(nèi)燃機會產(chǎn)生噪音和振動，不適合水下環(huán)境；氣壓式推進器效率低且控制困難；太陽能帆板驅(qū)動功率有限，不適合需要持續(xù)大功率的動力需求。3.B解析：根據(jù)電力安全規(guī)程，無人機巡檢輸電線路時，與帶電體的安全距離通常要求在8米以上，這是為了防止發(fā)生空氣擊穿或觸碰導致的事故，保障人員和設(shè)備安全。2米顯然太近，15米和30米雖然安全，但不是普遍的硬性規(guī)定標準，8米是較常見的標準值。4.A解析：水下地形測繪需要精確測量水下深度信息，深度聲吶傳感器通過發(fā)射聲波并接收回波來計算距離，能夠直接獲取水下深度數(shù)據(jù)，是水下地形測繪的標準工具。紅外熱成像儀用于探測溫度差異，不適合測繪地形；氣壓高度計測量的是大氣壓力對應的相對高度，無法直接測量水下深度；電磁流量計測量的是流體流速，與地形測繪無關(guān)。5.C解析：過充是指電池電壓超過其額定上限，會對電池造成嚴重損害甚至引發(fā)熱失控。智能BMS（電池管理系統(tǒng)）通過實時監(jiān)測電池電壓、電流、溫度，并實施精確的充放電控制策略，可以在電池接近充滿狀態(tài)時自動降低充電速率或停止充電，從而有效防止過充現(xiàn)象發(fā)生。降低電流或使用大容量電池只是間接影響，不能主動防止特定情況下的過充；增加散熱片只能輔助散熱，不能直接控制充電過程。6.B解析：跨海電力輸送線路通?？缭捷^遠距離，且可能經(jīng)過近海區(qū)域，GPS信號在海水中無法傳播，且在近海易受遮擋和干擾導致定位精度下降。GLONASS作為俄羅斯開發(fā)的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，與GPS兼容，同樣需要衛(wèi)星信號，在近海區(qū)域雖然信號質(zhì)量可能不如遠洋，但可以作為GPS的補充或替代，提供定位能力。北斗系統(tǒng)也有類似情況。純慣性導航會漂移。聲納定位作用距離有限。7.A解析：輸電線路巡檢需要清晰觀察線路本體、絕緣子、金具等細節(jié)，對圖像分辨率要求很高。同時，輸電線路上可能存在亮線（如陽光直射）、暗線（如夜間或陰影），寬動態(tài)范圍技術(shù)能同時保留亮部和暗部的細節(jié)，使圖像信息更完整、更真實，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷。紅外夜視用于夜間，但無法看清線路本身細節(jié)；微波穿透能力與此場景無關(guān)；磁性吸附是無人機掛載方式，與攝像頭特性無關(guān)。8.C解析：無人船在水下長期承受巨大水壓，其外殼必須具備極高的抗壓強度和耐腐蝕性。鈦合金是目前已知強度最高、密度最小的金屬之一，且具有良好的耐腐蝕性，是制造深海潛水器、無人船外殼的理想材料。鋁合金強度不足；銅合金雖然耐腐蝕但太重且成本高；塑料強度和耐壓性遠不能滿足要求。9.D解析：提高電池能量密度意味著在相同體積或重量下存儲更多能量。采用新型固態(tài)電池技術(shù)，用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)，可以提高電池的能量密度、安全性、循環(huán)壽命等。使用更大或更多電池只是增加總?cè)萘?，不提高單位能量密度；降低充放電速率影響續(xù)航但與能量密度無關(guān)；增加電池數(shù)量同樣不提高單位能量密度。10.A解析：海底電纜修復作業(yè)需要精確、穩(wěn)定地抓取和操作電纜、連接器、熔接機等部件，對機械臂的精細操作能力要求很高。機械臂需要具備高精度的位置控制、力控能力，以及靈活的運動范圍，才能完成這些精密任務。高速旋轉(zhuǎn)、大范圍移動、水下焊接等功能在此場景中不是主要需求。11.C解析：復雜電磁環(huán)境可能存在強干擾源，導致信號質(zhì)量下降甚至中斷。跳頻通信技術(shù)通過在通信過程中快速、規(guī)律地在多個頻率之間切換，可以有效避開強干擾頻段，利用未受干擾的頻段進行通信，從而提高通信的可靠性和抗干擾能力。增加無人機數(shù)量或飛行高度不一定能改善通信，增加天線功率可能加劇干擾。12.B解析：水下障礙物檢測需要探測物體的距離和形狀信息。激光雷達通過發(fā)射激光束并接收反射信號來測量距離，并能生成高精度的三維點云數(shù)據(jù)，非常適合用于水下障礙物探測和測繪。紅外熱成像儀探測溫度，水下效果差；氣壓傳感器測量水壓，不能測障礙物；聲納傳感器主要用于測距，對障礙物形狀信息獲取不如激光雷達直觀。13.D解析：電池熱失控是指電池內(nèi)部發(fā)生劇烈放熱反應，可能導致起火或爆炸。熱敏電阻可以實時、精確地監(jiān)測電池的表面或內(nèi)部溫度，并將溫度信息反饋給BMS。BMS根據(jù)溫度數(shù)據(jù)可以判斷電池是否處于熱失控風險區(qū)域，并及時采取措施（如降低充放電功率、強制冷卻、切斷電源等）來防止事態(tài)惡化。降低工作溫度、使用散熱片、防止過充過放都是相關(guān)措施，但熱敏電阻的實時監(jiān)控是實現(xiàn)主動預防的關(guān)鍵技術(shù)。14.A解析：海底電纜敷設(shè)要求電纜以一定曲率平穩(wěn)鋪設(shè)，避免出現(xiàn)急彎或松弛，這對無人船的姿態(tài)控制精度和響應速度提出了很高要求。姿態(tài)控制系統(tǒng)需要能快速、精確地調(diào)整船體的俯仰、橫滾等角度，以配合電纜放出速度，確保電纜在海底平穩(wěn)延伸。高精度保證敷設(shè)路徑的準確性，快速響應能及時應對海流、風浪等變化，保證施工連續(xù)性。15.C解析：強風環(huán)境下，無人機容易受到風力的不均勻作用導致姿態(tài)晃動甚至失控。使用抗風螺旋槳，比如采用更大直徑、更小螺距的設(shè)計，或者采用涵道風扇（FAN）等特殊結(jié)構(gòu)，可以顯著提高螺旋槳的升阻比和抗風能力，減小無人機在強風中的晃動，增強穩(wěn)定性。增加無人機重量會加劇風力影響；降低飛行高度可能更易受風影響；增加翼面積對固定翼無人機有效，對多旋翼無人機幫助有限。16.C解析：水下電纜需要長期承受海水腐蝕，同時還要保證導電性能。鍍錫銅導線表面有一層錫，錫既能保護銅基體免受腐蝕，又具有良好的導電性和延展性，是制作耐腐蝕、高可靠性的水下電纜的常用材料。純銅易被海水腐蝕；鋁導線導電性差；鎳合金雖然耐腐蝕但成本高且導電性不如銅。17.D解析：無人機機載計算機需要處理來自傳感器（如攝像頭、IMU、GPS等）的大量數(shù)據(jù)，并實時進行圖像處理、路徑規(guī)劃、任務決策等復雜運算。GPU（圖形處理器）具有大量的并行處理核心，特別擅長處理圖像、視頻等具有高度數(shù)據(jù)并行性的計算任務，通過GPU加速技術(shù)（如CUDA、OpenCL等）可以顯著提高這些任務的運算速度，滿足無人機實時性要求。增加內(nèi)存或存儲主要解決數(shù)據(jù)容量問題；提高處理器主頻有一定效果但不如GPU針對性強。18.A解析：水下電纜巡檢需要照明系統(tǒng)提供足夠的光線，以便看清電纜表面狀況、連接器、周圍環(huán)境等。高亮度意味著能照亮更遠距離，長照射距離則能確保整個巡檢區(qū)域都被有效照亮，特別是在深?；蚰芤姸鹊偷沫h(huán)境中。色彩豐富不是必需的；可調(diào)節(jié)亮度有一定用處但不如高亮度本身重要；可調(diào)節(jié)色溫主要用于特定照明需求，不是首要考慮。19.C解析：山區(qū)飛行通常需要爬升和下降，能量消耗較大。使用高效能電池，即在相同容量下能量密度更高，放電平臺更平坦，能提供更長的有效續(xù)航時間。優(yōu)化飛行路線（如選擇緩坡、避開復雜氣象）也能節(jié)省能量，但更換高效能電池是直接提升續(xù)航的根本方法。增加電池容量會增加重量和體積，不一定是最優(yōu)選擇；增加無人機重量會降低機動性，可能增加能耗。20.B解析：無人船的水下聲納數(shù)據(jù)處理任務通常需要快速去除噪聲、提取有效信號、進行目標識別或地形重構(gòu)。小波變換是一種強大的信號處理工具，特別適用于非平穩(wěn)信號的分析，能夠有效分離信號和噪聲，并進行多尺度分解，在聲納信號處理領(lǐng)域應用廣泛。機器學習和深度學習雖然也能用于聲納信號處理，但小波變換是更傳統(tǒng)的信號處理方法，且在特定任務（如噪聲抑制）中非常有效。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常用于更復雜的模式識別任務。二、多項選擇題1.ABCD解析：無人機巡檢輸電線路時面臨多種安全風險。電磁干擾可能導致通信中斷或設(shè)備故障；高壓線路存在觸電風險，必須保持足夠安全距離；山區(qū)地形復雜，飛行難度大，易受風、雨、霧等惡劣天氣影響；強風會降低無人機穩(wěn)定性，甚至導致失控。因此，所有選項都是可能遇到的安全風險。2.ABCD解析：無人船導航系統(tǒng)需要整合多種技術(shù)以實現(xiàn)高精度、高可靠性。GLONASS、北斗、GPS都是全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，可以提供全球范圍內(nèi)的定位服務，是無人船導航的重要基礎(chǔ)。慣性導航系統(tǒng)（INS）可以在衛(wèi)星信號不可用時提供短時間的連續(xù)導航，彌補衛(wèi)星導航的不足。在復雜海域，可能還需要結(jié)合RTK（實時動態(tài)）技術(shù)進一步提高定位精度。因此，所有選項都是可能的導航技術(shù)。3.BCD解析：延長電池壽命的關(guān)鍵技術(shù)在于避免過充、過放、過溫、以及充放電電流過大。實施智能BMS監(jiān)控（B）可以精確管理充放電過程，防止極端情況發(fā)生。采用低溫充電技術(shù)（C）可以減緩電池老化速率。防止過充過放（D）是BMS的核心功能，能有效延長電池壽命。降低充放電電流（A）確實能延長壽命，但會犧牲續(xù)航時間，不是最優(yōu)策略，且B、C、D是實現(xiàn)延長壽命的更關(guān)鍵、更主動的技術(shù)。4.ABCD解析：無人船水下電纜巡檢需要多種傳感器協(xié)同工作。深度聲吶傳感器（A）用于測量水深和海底地形，規(guī)劃航線和敷設(shè)深度。激光雷達（B）可以提供高精度三維水下環(huán)境數(shù)據(jù)，用于障礙物探測和地形測繪。溫度傳感器（C）用于監(jiān)測水下溫度，評估電纜狀態(tài)和環(huán)境條件。聲納傳感器（D）除了測距，還可以用于探測水下聲學環(huán)境或進行目標識別。因此，所有選項都是可能的傳感器類型。5.ABC解析：復雜電磁環(huán)境下提高通信可靠性需要多種措施。使用跳頻通信技術(shù)（A）是抵抗窄帶干擾的有效方法。增加天線數(shù)量（B）可以提高信號接收強度和diversity抗干擾能力。使用光纖通信（C）從根本上避免了電磁干擾問題。降低通信頻率（如使用長波）在某些情況下可能增加抗干擾能力，但通常伴隨傳輸速率降低和距離限制，不如上述方法普遍和有效。題目問的是“能提高”的措施，ABC都是有效的。6.ABCD解析：無人船水下電纜修復作業(yè)對機械臂要求很高。精密抓取和操作能力（A）是基礎(chǔ)，需要能穩(wěn)定地拿起和移動電纜、接頭等部件。高速旋轉(zhuǎn)（B）不是主要需求；大范圍移動（C）也不是主要需求；水下焊接（D）通常需要專門的水下焊接工具或機器人，而非通用機械臂。因此，ABC是通用機械臂的核心要求，D是可能需要但非必需的功能。7.ABD解析：無人機機載計算機采用GPU加速，主要目的是提升計算密集型任務的處理速度。高分辨率圖像處理（A）、實時視頻分析（B）、復雜算法計算（如電池管理、路徑規(guī)劃）等都需要大量浮點運算，GPU并行處理能力非常適合。雖然GPU也可以用于深度學習（D），但深度學習主要是用NPU或TPU，GPU主要用于傳統(tǒng)并行計算。題目問的是“主要目的”，A和B更符合GPU在無人機領(lǐng)域的典型應用。這里按最普遍認知選擇ABD，如果嚴格區(qū)分可能需調(diào)整。8.ABD解析：跨海巡檢需要全天候、高精度的導航。單一衛(wèi)星導航系統(tǒng)（如GPS）在近海易受遮擋和干擾，且水下無法使用。慣性導航系統(tǒng)（INS）會隨時間累積誤差，不適合長時間定位。聲學定位作用距離有限且精度受水流影響。因此，必須融合多種導航系統(tǒng)，如GLONASS/北斗/GPS（A）提供衛(wèi)星定位，INS（B）提供短時連續(xù)導航，RTK（D）提供高精度局域?qū)Ш?。這樣取長補短，才能滿足跨海需求。ABD都是必要的融合系統(tǒng)。9.BC解析：山區(qū)飛行耗能大的原因主要是需要克服重力做功，爬升高度越大，消耗越多。使用高效能電池（C）可以在相同重量下提供更長的續(xù)航，直接提升爬升能力。優(yōu)化飛行路線（B），如選擇緩坡上升、利用上升氣流等，可以減少不必要的能量消耗，提高效率。增加電池容量（A）會增加重量，可能降低爬升性能；增加無人機重量（D）會降低機動性，增加整體能耗，不是提高耗能效率的方法。10.BC解析：無人船水下聲納數(shù)據(jù)處理需要高效處理原始信號，提取有用信息。小波變換（B）是強大的信號分解工具，能有效去除噪聲、提取特征，在聲納信號處理中應用廣泛。深度學習（C）作為新興的AI技術(shù)，在復雜信號處理和模式識別方面展現(xiàn)出強大能力，也可用于聲納信號處理。機器學習（A）也是相關(guān)技術(shù)，但小波變換更側(cè)重傳統(tǒng)信號處理。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（D）是深度學習的核心，與C相關(guān)。題目問的是“最適合”，B和C都是非常適合的技術(shù)，按典型應用選擇BC。三、判斷題1.A解析：無人機飛行高度增加，確實會增大與地面強電設(shè)備（如變電站）的距離，理論上可以減少近場電磁耦合干擾。但在高空，大氣層中的電磁波傳播路徑更長，可能會遇到其他電磁干擾源，且信號衰減也可能加劇。不過，題目表述“更有效避免”是合理的，因為在大多數(shù)實際應用場景下，保持一定高度（如8米以上）是避免直接接觸和強近場干擾的有效措施。2.B解析：水下電纜敷設(shè)最理想的海況是無流或弱流。強流會使電纜受到持續(xù)的拖拽和沖擊，難以保持穩(wěn)定姿態(tài)和預定敷設(shè)路徑，容易發(fā)生漂移、纏繞或損壞。施工難度會大大增加，且難以精確控制敷設(shè)深度和曲線。只有在特定情況下，比如利用海流輔助敷設(shè)較重電纜或進行遠距離拖航作業(yè)時，才可能選擇有流海域，但這需要特殊的設(shè)備和工藝。3.B解析：無人機BMS（電池管理系統(tǒng)）的核心功能就是實時監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，并根據(jù)預設(shè)的安全閾值和算法，主動控制充電過程，防止過充、過放、過溫等問題發(fā)生。熱敏電阻作為傳感器部件，其監(jiān)測到的溫度信息正是BMS進行決策和控制的重要依據(jù)。BMS完全可以根據(jù)熱敏電阻數(shù)據(jù)來調(diào)整充電策略，比如降低充電電流、啟動冷卻風扇等，以防止過充。因此說它“不能用于控制散熱”是不準確的。4.A解析：無人船在水下長期承受巨大的水壓，其外殼必須具備極高的抗壓強度和耐腐蝕性，這是選擇材料時首要考慮的關(guān)鍵因素。鈦合金是目前常用的高強度耐壓材料，能夠滿足深海環(huán)境的苛刻要求。雖然其他性能（如耐腐蝕性）也很重要，但耐壓性能是決定能否在水下安全作業(yè)的根本前提，通常優(yōu)先滿足。因此，說耐壓性能是首要考慮是正確的。5.B解析：雖然同頻段通信確實更容易受到同頻干擾的影響，但現(xiàn)代通信系統(tǒng)并非束手無策?？梢酝ㄟ^采用跳頻通信、擴頻通信（如CDMA）、自適應調(diào)制編碼、增加發(fā)射功率、使用定向天線、改進信道編碼等多種技術(shù)手段來顯著提高抗干擾能力，從而在相當程度上緩解甚至克服同頻干擾問題，不一定導致“肯定中斷”。題目表述過于絕對。6.B解析：聲吶是水下探測的主要手段，紅外熱成像儀在水下完全無效，因為光在水中的衰減非常快，尤其是紅光和紅外光，幾乎無法穿透幾米深的水。因此，說紅外傳感器“完全無用”是正確的。但題目只問紅外熱成像儀，未提及其他類型紅外傳感器，按此表述判斷為正確。7.B解析：無人機機載計算機采用GPU加速，其主要目的是為了提升圖像處理、視頻分析、實時決策等任務的運算速度，這些對于巡檢任務的效率和準確性至關(guān)重要。GPU也完全可以用于加速電池管理系統(tǒng)的復雜算法計算，比如熱模型仿真、SOC/SOH估算、均衡策略優(yōu)化等。因此，說它“與電池管理無關(guān)”是不準確的。8.B解析：GPS信號在水下完全無法傳播，且在近?；驈碗s海域，衛(wèi)星信號易受遮擋、干擾，定位精度會大幅下降甚至失效。無人船在跨海巡檢時，必須依賴其他導航系統(tǒng)。僅依賴GPS無法保證全天候、全海域的導航需求，尤其是在近岸、海峽、島嶼周圍等復雜區(qū)域。因此，需要采用多系統(tǒng)融合導航技術(shù)，結(jié)合衛(wèi)星導航、慣性導航、聲學導航等，才能滿足高精度、高可靠性的導航要求。題目表述“可以完全依賴”是錯誤的。9.B解析：熱敏電阻確實是實時監(jiān)測電池溫度的關(guān)鍵元件，將溫度信息反饋給控制系統(tǒng)。但控制系統(tǒng)完全可以利用這些實時溫度數(shù)據(jù)來執(zhí)行控制動作，比如調(diào)整充電電流、啟動或停止冷卻風扇、甚至觸發(fā)保護性斷電等，以防止過熱和熱失控。因此，說它“不能用于控制散熱”是不準確的。10.A解析：隨著技術(shù)發(fā)展，小波變換、經(jīng)驗模態(tài)分解（EMD）、希爾伯特-黃變換（HHT）、以及基于深度學習的時頻分析等方法，在水下聲納數(shù)據(jù)處理方面確實比傳統(tǒng)的傅里葉變換、濾波等經(jīng)典方法更加先進。它們能更好地處理非平穩(wěn)信號、提取瞬態(tài)特征、抑制噪聲干擾、實現(xiàn)更智能的目標識別和地形重構(gòu)。因此，說傳統(tǒng)方法“不如現(xiàn)代方法先進”是符合技術(shù)發(fā)展趨勢的判斷。四、簡答題1.簡述無人機在進行輸電線路巡檢時，如何避免電磁干擾對傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽４穑罕苊怆姶鸥蓴_需要綜合多種措施。首先，最根本的是物理隔離，盡量保持與強電磁源（如變電站、高壓線）足夠的安全距離，通常要求在8米以上。其次，在通信鏈路設(shè)計上，優(yōu)先選擇抗干擾能力強的通信方式，比如使用光纖通信代替易受干擾的無線傳輸，或者采用跳頻通信、擴頻通信技術(shù)，使信號能在多個頻率上傳播，有效避開強干擾頻段。再次，在無人機硬件設(shè)計上，可以在機身上加裝金屬屏蔽罩，屏蔽外部電磁場對機載電子設(shè)備的干擾。最后，在軟件層面，采用數(shù)字信號處理技術(shù)，如自適應濾波、小波變換等，實時分析接收到的信號，濾除噪聲干擾，提高信號傳輸?shù)男旁氡群涂煽啃?。這些措施需要綜合應用，才能最大程度地避免電磁干擾問題。2.描述無人船在進行海底電纜敷設(shè)作業(yè)時，其姿態(tài)控制系統(tǒng)需要具備哪些關(guān)鍵功能。答：無人船姿態(tài)控制系統(tǒng)在海底電纜敷設(shè)作業(yè)中扮演著至關(guān)重要的角色，需要具備多個關(guān)鍵功能。首先，必須具備高精度的姿態(tài)測量能力，能夠?qū)崟r、準確地感知船體的橫搖、縱搖、偏航等角度信息，通常需要集成高精度的陀螺儀、加速度計和磁力計等傳感器。其次，需要具備快速、精確的姿態(tài)控制能力，能夠根據(jù)預設(shè)的敷設(shè)路徑和速度要求，以及實時感知到的海流、風浪等外部環(huán)境因素，迅速調(diào)整船體的姿態(tài)，確保電纜以穩(wěn)定的曲率平穩(wěn)地敷設(shè)到海底，避免出現(xiàn)急彎、松弛或過度張力等問題。再次，需要具備良好的穩(wěn)定性，即使在風浪較大的海況下，也能通過主動控制保持船體的相對穩(wěn)定，為電纜敷設(shè)提供穩(wěn)定的平臺。此外，該系統(tǒng)還應具備一定的冗余設(shè)計和故障診斷功能，確保在部分傳感器或執(zhí)行器發(fā)生故障時，仍能維持基本的姿態(tài)控制能力，保障作業(yè)安全。最后，需要與深度傳感器、視覺系統(tǒng)等感知系統(tǒng)緊密配合，實時獲取海底地形和電纜狀態(tài)信息，為姿態(tài)控制提供反饋和修正依據(jù)。3.分析無人機電池管理系統(tǒng)（BMS）中，哪些技術(shù)能有效防止過充現(xiàn)象。答：無人機電池管理系統(tǒng)（BMS）防止過充現(xiàn)象涉及多個關(guān)鍵技術(shù)。最核心的技術(shù)是實時、精確的電壓監(jiān)測。BMS需要集成高精度的電壓傳感器，實時監(jiān)測電池組中每個單體電池的電壓，當任一單體電池電壓達到預設(shè)的過充閾值時，BMS會立即啟動保護機制。這個閾值通常會比電池的額定電壓高一定的安全裕度，以防止電池因溫度變化或其他因素導致電壓異常升高。其次，BMS需要精確控制充電電