《無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)》賽項(xiàng)理論練習(xí)試題附答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.多旋翼無人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)中，電調(diào)的主要功能是：A.轉(zhuǎn)換直流電為交流電B.調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速C.存儲(chǔ)飛行數(shù)據(jù)D.穩(wěn)定機(jī)身姿態(tài)答案：B2.以下哪種傳感器是無人機(jī)實(shí)現(xiàn)視覺定位的核心部件？A.加速度計(jì)B.陀螺儀C.攝像頭（視覺傳感器）D.氣壓計(jì)答案：C3.根據(jù)《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》，微型無人機(jī)的空機(jī)重量應(yīng)不超過：A.0.25千克B.1千克C.2千克D.4千克答案：A4.無人機(jī)飛行中，GPS信號(hào)丟失時(shí)，飛控系統(tǒng)優(yōu)先啟用的備用定位方式是：A.慣性導(dǎo)航（IMU）B.視覺定位（VO）C.氣壓高度計(jì)D.激光雷達(dá)答案：A5.多旋翼無人機(jī)的“懸?！睜顟B(tài)下，各電機(jī)的轉(zhuǎn)速關(guān)系是：A.所有電機(jī)轉(zhuǎn)速相同B.對角電機(jī)轉(zhuǎn)速相同，相鄰電機(jī)轉(zhuǎn)速不同C.前電機(jī)轉(zhuǎn)速高于后電機(jī)D.左電機(jī)轉(zhuǎn)速高于右電機(jī)答案：A6.以下哪種電池類型最常用于消費(fèi)級多旋翼無人機(jī)？A.鎳氫電池（NiMH）B.鋰離子電池（Li-ion）C.鉛酸電池（Pb-Acid）D.磷酸鐵鋰電池（LiFePO4）答案：B7.無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃中，“航點(diǎn)高度”設(shè)置的主要依據(jù)是：A.飛手個(gè)人習(xí)慣B.任務(wù)目標(biāo)（如拍攝精度、避障需求）C.電池續(xù)航能力D.遙控器信號(hào)強(qiáng)度答案：B8.固定翼無人機(jī)與多旋翼無人機(jī)相比，最大的優(yōu)勢是：A.垂直起降能力B.續(xù)航時(shí)間C.懸停穩(wěn)定性D.復(fù)雜地形適應(yīng)性答案：B9.無人機(jī)飛行中出現(xiàn)“槳葉震顫”現(xiàn)象，最可能的原因是：A.電池電量不足B.槳葉安裝不平衡或損傷C.飛控參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤D.風(fēng)速超過設(shè)計(jì)閾值答案：B10.以下哪項(xiàng)屬于無人機(jī)“視距內(nèi)飛行”的典型特征？A.飛手通過地面站實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控B.無人機(jī)與飛手距離不超過500米C.無需考慮通信鏈路中斷風(fēng)險(xiǎn)D.必須使用第一視角（FPV）眼鏡答案：B11.無人機(jī)搭載的多光譜相機(jī)主要用于：A.地形測繪B.農(nóng)業(yè)作物健康監(jiān)測C.電力線路巡檢D.應(yīng)急救援現(xiàn)場拍攝答案：B12.飛控系統(tǒng)中的“歐拉角”用于描述無人機(jī)的：A.位置坐標(biāo)B.姿態(tài)（俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航）C.飛行速度D.電池電壓答案：B13.無人機(jī)在低溫環(huán)境下飛行時(shí)，電池性能下降的主要原因是：A.電解液黏度增加，離子遷移受阻B.電池內(nèi)阻減小，放電效率提高C.電池容量標(biāo)稱值虛標(biāo)D.飛控系統(tǒng)功耗增加答案：A14.根據(jù)中國民航局規(guī)定，操控小型無人機(jī)（空機(jī)重量4千克，最大起飛重量7千克）執(zhí)行商業(yè)任務(wù)，飛手需持有：A.視距內(nèi)駕駛員執(zhí)照（AOPA）B.超視距駕駛員執(zhí)照（AOPA）C.無需執(zhí)照（微型/輕型）D.民用無人機(jī)操控員執(zhí)照（UTC）答案：A15.無人機(jī)“失控返航”功能啟動(dòng)的觸發(fā)條件通常不包括：A.通信鏈路中斷（信號(hào)丟失）B.電池電量低于返航閾值C.飛手主動(dòng)切換返航模式D.無人機(jī)進(jìn)入禁飛區(qū)答案：D16.以下哪種氣象條件最適合無人機(jī)飛行？A.風(fēng)速8m/s，無降水B.能見度3公里，輕霧C.氣溫35℃，相對濕度60%D.雷暴云距離作業(yè)區(qū)域5公里答案：C17.多旋翼無人機(jī)的“軸距”是指：A.相鄰兩個(gè)電機(jī)中心的距離B.對角兩個(gè)電機(jī)中心的距離C.機(jī)身前后端的長度D.槳葉旋轉(zhuǎn)直徑答案：B18.無人機(jī)任務(wù)載荷中的“熱成像相機(jī)”主要利用的電磁波段是：A.可見光（400-700nm）B.近紅外（700-2500nm）C.中紅外（3-5μm）D.微波（1mm-1m）答案：C19.飛控系統(tǒng)校準(zhǔn)“磁羅盤”時(shí)，最關(guān)鍵的要求是：A.周圍無強(qiáng)電磁干擾（如大電流設(shè)備、金屬物體）B.無人機(jī)處于水平狀態(tài)C.電池電量滿格D.飛行高度超過10米答案：A20.無人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保作業(yè)中，“噴幅寬度”的主要影響因素是：A.飛行速度B.噴頭流量C.飛行高度與風(fēng)速D.藥液濃度答案：C二、判斷題（每題1分，共20分）1.無人機(jī)的“空機(jī)重量”包含電池、任務(wù)載荷和槳葉的重量。（）答案：×（空機(jī)重量指不包含電池、任務(wù)載荷的機(jī)體重量）2.多旋翼無人機(jī)的“全向避障”系統(tǒng)可以完全避免所有碰撞風(fēng)險(xiǎn)。（）答案：×（避障系統(tǒng)存在盲區(qū)和響應(yīng)延遲，需飛手主動(dòng)干預(yù)）3.固定翼無人機(jī)必須依賴跑道或彈射裝置起飛。（）答案：×（部分固定翼支持垂直起降或手拋起飛）4.無人機(jī)飛行中，GPS信號(hào)從“3D定位”變?yōu)椤?D定位”時(shí)，仍可保持高度穩(wěn)定。（）答案：×（2D定位僅提供水平坐標(biāo)，高度依賴氣壓計(jì)或視覺，穩(wěn)定性下降）5.鋰電池的“過放”是指放電至電壓低于2.75V/電芯，會(huì)導(dǎo)致永久損壞。（）答案：√6.無人機(jī)“返航點(diǎn)”默認(rèn)設(shè)置為起飛點(diǎn)，但可通過地面站手動(dòng)修改。（）答案：√7.微型無人機(jī)在適飛空域內(nèi)飛行，無需向空管部門報(bào)備。（）答案：√（根據(jù)《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》，微型無人機(jī)在適飛空域飛行無需報(bào)備）8.多旋翼無人機(jī)的“懸停精度”主要由GPS定位精度和飛控PID參數(shù)決定。（）答案：√9.無人機(jī)搭載的RTK模塊可將定位精度從米級提升至厘米級。（）答案：√10.低溫環(huán)境下，鋰電池應(yīng)在充電前預(yù)熱至20℃以上，以避免充電風(fēng)險(xiǎn)。（）答案：√11.無人機(jī)“抗風(fēng)等級”標(biāo)注為6級，意味著可在風(fēng)速13.9-17.1m/s環(huán)境中安全飛行。（）答案：×（6級風(fēng)風(fēng)速為10.8-13.8m/s，標(biāo)注抗風(fēng)等級通常指最大可承受風(fēng)速）12.飛控系統(tǒng)的“姿態(tài)模式”下，無人機(jī)僅依賴IMU保持姿態(tài)，不依賴GPS。（）答案：√13.無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃時(shí)，“重疊率”設(shè)置越高，后期數(shù)據(jù)處理（如拼圖）的精度越低。（）答案：×（重疊率越高，數(shù)據(jù)冗余度越高，精度通常更高）14.植保無人機(jī)作業(yè)時(shí)，“航線規(guī)劃”需考慮作物行間距，避免重復(fù)噴灑或漏噴。（）答案：√15.無人機(jī)“失控”后，若無法恢復(fù)通信，應(yīng)立即切斷電池電源。（）答案：×（切斷電源會(huì)導(dǎo)致無人機(jī)失控墜落，應(yīng)等待其自動(dòng)返航或降落）16.固定翼無人機(jī)的“升力”主要由發(fā)動(dòng)機(jī)推力直接提供。（）答案：×（升力主要由機(jī)翼與氣流的相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生）17.無人機(jī)“黑匣子”（飛行數(shù)據(jù)記錄器）必須存儲(chǔ)至少30天的飛行數(shù)據(jù)。（）答案：×（具體存儲(chǔ)時(shí)長因設(shè)備而異，無強(qiáng)制統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)）18.多旋翼無人機(jī)“電機(jī)轉(zhuǎn)向”需滿足對角電機(jī)轉(zhuǎn)向相反（如前左順時(shí)針，后右逆時(shí)針）。（）答案：√19.無人機(jī)在高原地區(qū)飛行時(shí)，由于空氣密度降低，電機(jī)需輸出更大功率以保持升力。（）答案：√20.無人機(jī)“第一視角（FPV）飛行”必須在視距內(nèi)進(jìn)行，否則屬于超視距飛行。（）答案：×（FPV飛行可結(jié)合圖傳實(shí)現(xiàn)超視距，但需符合超視距飛行的法規(guī)要求）三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述多旋翼無人機(jī)飛控系統(tǒng)的核心功能。答案：飛控系統(tǒng)是無人機(jī)的“大腦”，核心功能包括：（1）姿態(tài)穩(wěn)定：通過IMU（加速度計(jì)、陀螺儀）實(shí)時(shí)監(jiān)測姿態(tài)，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速保持平衡；（2）導(dǎo)航控制：接收GPS/RTK、視覺等定位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)航點(diǎn)飛行、返航等功能；（3）數(shù)據(jù)處理：整合傳感器數(shù)據(jù)（如氣壓計(jì)測高、磁羅盤定向），輸出控制指令；（4）故障保護(hù)：檢測異常（如低電量、信號(hào)丟失），觸發(fā)返航或降落；（5）與地面站通信：傳輸飛行參數(shù)（高度、速度、電量）并接收控制指令。2.多旋翼無人機(jī)與固定翼無人機(jī)在空氣動(dòng)力學(xué)原理上的主要差異是什么？答案：（1）升力來源：多旋翼通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)槳葉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生向上的拉力（旋翼升力）；固定翼依賴機(jī)翼與氣流的相對運(yùn)動(dòng)，利用伯努利原理產(chǎn)生升力（機(jī)翼升力）。（2）動(dòng)力需求：多旋翼懸停時(shí)需持續(xù)消耗動(dòng)力抵消重力；固定翼平飛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)主要克服空氣阻力，升力由機(jī)翼提供，動(dòng)力需求較低。（3）機(jī)動(dòng)性：多旋翼可垂直起降、懸停、原地轉(zhuǎn)向；固定翼需滑跑起飛，轉(zhuǎn)向依賴副翼和尾翼，機(jī)動(dòng)性較低。（4）能量效率：固定翼在平飛時(shí)能量效率更高（續(xù)航更長），多旋翼在垂直運(yùn)動(dòng)和懸停時(shí)能耗大（續(xù)航較短）。3.RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分）定位技術(shù)相比普通GPS，在無人機(jī)應(yīng)用中有哪些優(yōu)勢？答案：（1）精度提升：普通GPS定位精度約2-5米，RTK通過基站差分修正，可實(shí)現(xiàn)厘米級（±1-2cm）定位；（2）抗干擾性強(qiáng)：RTK可有效減少電離層、對流層延遲等誤差，定位更穩(wěn)定；（3）支持高精度任務(wù)：如測繪（要求厘米級精度）、植保（精準(zhǔn)噴灑）、電力巡檢（航線對齊）；（4）提升飛行穩(wěn)定性：RTK為飛控提供更精確的位置數(shù)據(jù)，減少懸停漂移和航線偏差。4.無人機(jī)執(zhí)行戶外任務(wù)前，需評估哪些氣象風(fēng)險(xiǎn)？請列舉至少4項(xiàng)并說明影響。答案：（1）風(fēng)速與風(fēng)向：超過抗風(fēng)等級（如6級以上）會(huì)導(dǎo)致飛行不穩(wěn)定，甚至失控；側(cè)風(fēng)可能偏移航線。（2）降水（雨、雪）：雨水可能損壞電子設(shè)備（如電機(jī)、飛控），雪會(huì)增加機(jī)身重量，降低電池性能。（3）能見度：低于500米（視距內(nèi)飛行）會(huì)影響飛手觀察，超視距飛行時(shí)可能誤判障礙物。（4）溫度：低溫導(dǎo)致電池容量下降（放電能力降低），高溫可能造成電機(jī)過熱、電池過充。（5）雷暴：強(qiáng)電場可能干擾電子設(shè)備，雷電直接威脅飛行安全。5.無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈路（圖傳/數(shù)傳）中斷時(shí)，應(yīng)執(zhí)行哪些應(yīng)急操作？答案：（1）保持冷靜，觀察無人機(jī)狀態(tài)（是否觸發(fā)自動(dòng)返航）；（2）若無人機(jī)未自動(dòng)返航，嘗試移動(dòng)至開闊區(qū)域（減少遮擋）恢復(fù)信號(hào)；（3）若仍無法恢復(fù)，確認(rèn)返航點(diǎn)是否正確（默認(rèn)起飛點(diǎn)），等待無人機(jī)自動(dòng)返航；（4）避免手動(dòng)操作（可能因延遲導(dǎo)致誤控）；（5）若無人機(jī)超出視距，通過地面站查看最后位置，前往降落點(diǎn)尋找；（6）事后檢查天線、接收機(jī)是否故障，排查干擾源（如高壓線、基站）。6.無人機(jī)任務(wù)載荷（如相機(jī)、雷達(dá)）的選型需遵循哪些原則？答案：（1）任務(wù)匹配：根據(jù)應(yīng)用場景選擇（如測繪選高分辨率可見光相機(jī)，農(nóng)業(yè)選多光譜相機(jī)，巡檢選熱成像相機(jī)）；（2）重量與功耗：載荷重量需在無人機(jī)載重范圍內(nèi)，功耗不超過電源系統(tǒng)容量（避免影響續(xù)航）；（3）接口兼容性：與飛控、地面站支持通信協(xié)議（如Mavlink），確保數(shù)據(jù)同步；（4）環(huán)境適應(yīng)性：考慮防水、防塵、抗振等級（如戶外作業(yè)需IP65以上防護(hù)）；（5）數(shù)據(jù)處理能力：載荷輸出數(shù)據(jù)（如圖像、點(diǎn)云）需與后期處理軟件兼容（如Pix4D、Agisoft）。四、綜合分析題（每題15分，共30分）1.某農(nóng)業(yè)合作社計(jì)劃使用多旋翼無人機(jī)開展200畝小麥的病蟲害監(jiān)測任務(wù)，需制定詳細(xì)的作業(yè)方案。請結(jié)合無人機(jī)技術(shù)要點(diǎn)，分析以下問題：（1）任務(wù)載荷應(yīng)選擇哪種類型的傳感器？說明理由。（2）如何規(guī)劃飛行航線以確保監(jiān)測覆蓋無遺漏？（3）需考慮哪些氣象條件限制？答案：（1）載荷選擇：應(yīng)選擇多光譜相機(jī)（如5波段：藍(lán)、綠、紅、紅邊、近紅外）。理由：多光譜可獲取作物反射光譜數(shù)據(jù)，通過NDVI（歸一化植被指數(shù)）等指標(biāo)評估作物健康狀況（病蟲害會(huì)導(dǎo)致葉綠素含量下降，NDVI值降低），相比可見光相機(jī)能更早發(fā)現(xiàn)潛在病害。（2）航線規(guī)劃要點(diǎn)：①飛行高度：根據(jù)相機(jī)視場角（FOV）和地面分辨率（GSD）計(jì)算，假設(shè)GSD要求5cm，相機(jī)焦距16mm，像元尺寸3.75μm，則高度H=（焦距×GSD）/像元尺寸=（16×5）/0.00375≈213米（需結(jié)合無人機(jī)最大升限調(diào)整）；②航線方向：沿地塊長軸方向規(guī)劃，減少轉(zhuǎn)彎次數(shù)；③重疊率：航向重疊70%-80%（確保圖像拼接精度），旁向重疊60%-70%（避免漏拍）；④避障設(shè)置：在地塊邊緣（如樹木、電線桿）增加安全距離（5-10米），設(shè)置禁飛區(qū)。（3）氣象條件限制：①風(fēng)速≤5m/s（4級風(fēng)），避免圖像模糊（風(fēng)大導(dǎo)致無人機(jī)晃動(dòng)，影響拍攝清晰度）；②無降水（雨水附著鏡頭影響光譜數(shù)據(jù)）；③光照均勻（避免強(qiáng)光直射或陰影，選擇上午10點(diǎn)-下午3點(diǎn)（避開正午強(qiáng)光）或多云天氣）；④氣溫15-30℃（低溫影響電池性能，高溫可能導(dǎo)致電機(jī)過熱）。2.某電力公司使用固定翼無人機(jī)對山區(qū)高壓輸電線路進(jìn)行巡檢，飛行過程中突然出現(xiàn)“GPS信號(hào)丟失+圖傳中斷”的雙重故障。假設(shè)無人機(jī)已進(jìn)入超視距飛行，且未觸發(fā)自動(dòng)返航（返航點(diǎn)已記錄）。請分析：（1）可能導(dǎo)致故障的原因有哪些？（2）應(yīng)采取哪些應(yīng)急措施？（3）如何避免類似故障再次發(fā)生？答案：（1）故障原因分析：①GPS信號(hào)丟