2025年無人機(jī)駕駛員職業(yè)技能考核無人機(jī)通信與控制試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、1.無線電通信中，頻率越高，信號傳播所需的自由空間路徑損耗通常如何變化？2.解釋FSK（頻移鍵控）調(diào)制方式的原理及其在無人機(jī)通信中的一種典型應(yīng)用場景。3.區(qū)分視距通信（BLOS）和超視距通信（BLOS）的關(guān)鍵技術(shù)限制是什么？4.簡述無人機(jī)數(shù)傳通信中，帶寬和波特率這兩個(gè)參數(shù)的區(qū)別與聯(lián)系。二、5.無人機(jī)遙控系統(tǒng)通常使用的2.4GHz頻段存在哪些主要的干擾來源？6.遙測系統(tǒng)的主要功能是什么？請列舉至少三個(gè)無人機(jī)飛行操作中依賴遙測數(shù)據(jù)的關(guān)鍵參數(shù)。7.簡述RC遙控信號從發(fā)射器到接收器，再到飛控解碼的簡要過程。8.無人機(jī)操作員在使用遙控器與無人機(jī)進(jìn)行交互時(shí)，人機(jī)交互界面（HMI）扮演著怎樣的角色？三、9.飛行控制系統(tǒng)（FCS）中，慣性測量單元（IMU）的核心作用是什么？它通常輸出哪些關(guān)鍵數(shù)據(jù)？10.解釋GPS/GNSS定位信號是如何工作的？影響其定位精度的因素有哪些？11.描述無人機(jī)進(jìn)行航點(diǎn)導(dǎo)航的基本原理。當(dāng)無人機(jī)執(zhí)行回航任務(wù)時(shí)，系統(tǒng)通常依賴于哪些導(dǎo)航信息？12.飛行控制系統(tǒng)中的控制回路（如俯仰、滾轉(zhuǎn)）是如何工作的？它們的目標(biāo)是什么？四、13.無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃軟件在生成任務(wù)指令（PTP）時(shí)，需要考慮哪些關(guān)鍵因素？14.在無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中，什么是傳感器融合？它為什么重要？15.簡述無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)備份設(shè)計(jì)的常見方式及其目的。16.根據(jù)無線電管理規(guī)定，無人機(jī)操作中使用哪些頻率范圍的無線電設(shè)備需要遵守特定的注冊和操作規(guī)程？五、17.在無人機(jī)作業(yè)環(huán)境復(fù)雜或超出視距時(shí)，為保證通信鏈路安全，操作員應(yīng)采取哪些備用或輔助通信措施？18.假設(shè)無人機(jī)在飛行中突然失去GPS信號，但I(xiàn)MU工作正常，飛行控制系統(tǒng)可能采取哪些應(yīng)對措施？19.列舉至少兩項(xiàng)無人機(jī)操作中，與通信或控制系統(tǒng)相關(guān)的安全規(guī)范或最佳實(shí)踐。20.分析在山區(qū)或城市峽谷等復(fù)雜電磁環(huán)境下降礙無人機(jī)通信與控制的主要原因。試卷答案一、1.增大。2.FSK通過改變載波頻率來代表數(shù)字信息。它通過兩個(gè)不同的頻率狀態(tài)（標(biāo)記和空號）來傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)。其抗干擾能力相對較強(qiáng)，成本較低，常用于要求不高、距離較近的無人機(jī)遙控通信。3.視距通信受物理障礙物限制，需要操作員與無人機(jī)保持直接視線；超視距通信需要中繼設(shè)備（如地信中繼、衛(wèi)星通信）克服地球曲率或障礙物限制，但可能涉及更復(fù)雜的鏈路管理和法規(guī)問題。4.帶寬是指信號所占據(jù)的頻率范圍，單位通常是赫茲（Hz）；波特率是指單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)姆枺ɑ虮忍兀?shù)量，單位是波特（Baud）或比特每秒（bps）。帶寬是傳輸速率的基礎(chǔ)，但實(shí)際傳輸速率還受調(diào)制方式、編碼效率等因素影響，波特率直接表示數(shù)據(jù)傳輸速率。二、5.主要來源包括其他無線設(shè)備（如Wi-Fi路由器、藍(lán)牙設(shè)備、微波爐）、同頻或鄰頻的RC或數(shù)傳系統(tǒng)、樹木、建筑物的反射和吸收等。6.遙測系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)傳輸無人機(jī)的飛行狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)給操作員。關(guān)鍵參數(shù)包括：飛行速度（空速、地速）、高度（絕對、相對）、姿態(tài)（偏航角、俯仰角、滾轉(zhuǎn)角）、電池電壓、電機(jī)轉(zhuǎn)速、GPS坐標(biāo)、氣壓高度等。7.遙控器發(fā)射特定頻率的RC信號，信號經(jīng)過調(diào)制（如PPM、SBUS）包含控制通道信息。信號通過無線電波傳輸?shù)綗o人機(jī)上的接收機(jī)。接收機(jī)解調(diào)出原始控制信號，再傳輸給飛控系統(tǒng)。飛控系統(tǒng)解析這些指令，控制舵機(jī)或電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。8.HMI是操作員與無人機(jī)系統(tǒng)交互的界面，通常包括遙控器、屏幕顯示器（如FPV眼鏡、機(jī)載顯示屏）和可能的語音指令系統(tǒng)。它將無人機(jī)的狀態(tài)信息（通過遙測顯示）和操作員的控制指令（通過搖桿、按鈕輸入）進(jìn)行可視化呈現(xiàn)和交互轉(zhuǎn)換，是人機(jī)溝通的核心媒介。三、9.IMU是飛控的核心傳感器之一，用于測量無人機(jī)的線性加速度和角速度。它通過內(nèi)部加速度計(jì)和陀螺儀提供精確的姿態(tài)（角度）和運(yùn)動(dòng)信息，是飛控進(jìn)行姿態(tài)穩(wěn)定、導(dǎo)航解算的基礎(chǔ)。輸出數(shù)據(jù)通常是加速度（m/s2）和角速度（°/s或rad/s）。10.GPS/GNSS通過接收多顆導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的信號，利用衛(wèi)星星歷和自身偽距測量，計(jì)算出接收機(jī)在地球上的三維坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度、高度）和精確時(shí)間。影響精度的因素包括：衛(wèi)星幾何分布（GDOP）、信號傳播延遲（電離層、對流層干擾）、多路徑效應(yīng)（信號被地面物體反射）、接收機(jī)噪聲和誤差、衛(wèi)星時(shí)鐘誤差等。11.航點(diǎn)導(dǎo)航是讓無人機(jī)按照預(yù)設(shè)的航點(diǎn)序列自主飛行。系統(tǒng)存儲一系列地理坐標(biāo)點(diǎn)（航點(diǎn)），無人機(jī)按順序依次飛往這些航點(diǎn)。回航任務(wù)通常在設(shè)定條件（如低電量、收到指令）觸發(fā)，系統(tǒng)計(jì)算從當(dāng)前位置返回起飛點(diǎn)或預(yù)設(shè)安全點(diǎn)的最佳路徑并執(zhí)行。12.控制回路是飛控系統(tǒng)中的反饋控制系統(tǒng)，用于維持或改變無人機(jī)的飛行狀態(tài)。以俯仰控制為例：飛控設(shè)定目標(biāo)俯仰角，測量實(shí)際俯仰角，計(jì)算誤差，根據(jù)控制算法（如PID）輸出指令調(diào)整舵面（如副翼），副翼偏轉(zhuǎn)改變旋翼反作用力矩，產(chǎn)生俯仰力矩使無人機(jī)趨向目標(biāo)俯仰角。目標(biāo)是在各種擾動(dòng)下保持穩(wěn)定，或精確執(zhí)行控制指令。四、13.需要考慮：任務(wù)目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)、飛行高度、飛行速度、轉(zhuǎn)彎半徑、禁飛區(qū)/限飛區(qū)、電池續(xù)航能力、通信鏈路范圍、特殊飛行要求（如穿越、低空飛行）等。14.傳感器融合是指將來自不同類型傳感器（如GPS、IMU、磁力計(jì)、氣壓計(jì)、視覺傳感器等）的信息進(jìn)行組合、處理和融合，以獲得比單一傳感器更精確、更可靠、更魯棒的估計(jì)（如位置、姿態(tài)、速度）。這對于提高無人機(jī)在復(fù)雜環(huán)境下的導(dǎo)航精度、穩(wěn)定性和自主性至關(guān)重要。15.常見方式包括：冗余動(dòng)力系統(tǒng)（如雙電機(jī)主旋翼+備用電機(jī)）、冗余飛控系統(tǒng)（主飛控故障時(shí)備用飛控接管）、備用IMU/GPS模塊、備用通信鏈路（如數(shù)傳+圖傳、衛(wèi)星通信）。目的是在關(guān)鍵部件發(fā)生故障時(shí)，仍能保證無人機(jī)的基本飛行安全或安全返航。16.通常需要遵守注冊和操作規(guī)程的頻率范圍包括：2.4GHz頻段（因擁擠且易受干擾）、5.8GHz頻段（部分國家/地區(qū)需要）、UHF（超高頻，如900MHz、1GHz用于數(shù)傳）和VHF（甚高頻，如108-137MHz用于航空應(yīng)答）。這些頻段常用于關(guān)鍵的無人機(jī)控制與通信，受到各國無線電管理機(jī)構(gòu)（如FAA、EASA、國家無線電管理機(jī)構(gòu)）的嚴(yán)格監(jiān)管。五、17.備用或輔助通信措施包括：攜帶備用數(shù)傳電臺作為主控鏈路的備份、使用FTC（FieldTestCommunication）天線增強(qiáng)信號、利用手機(jī)熱點(diǎn)傳輸圖傳作為輔助監(jiān)控、在關(guān)鍵區(qū)域使用中繼設(shè)備、確保操作員與地面支持人員有可靠的地面通信手段（如對講機(jī)）。18.失去GPS信號但I(xiàn)MU正常，飛控可能采取的措施包括：暫時(shí)依賴IMU和內(nèi)部導(dǎo)航算法（基于慣性導(dǎo)航推算）維持姿態(tài)穩(wěn)定和短時(shí)定位，繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)或執(zhí)行預(yù)設(shè)的GPS丟失應(yīng)對程序（如懸停、安全返航），同時(shí)提示操作員嘗試恢復(fù)GPS信號或執(zhí)行其他應(yīng)急操作。19.安全規(guī)范或最佳實(shí)踐包括：嚴(yán)格遵守空域管理規(guī)定，保持足夠的通信鏈路冗余，定期檢查和維護(hù)通信及控制系統(tǒng)，熟悉并執(zhí)行應(yīng)急通信預(yù)案，確保在復(fù)雜電磁環(huán)境下降礙時(shí)能及時(shí)切換或