2025年無人機應用技術考試測試題庫含答案詳解(突破訓練)一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.在固定翼無人機縱向靜穩(wěn)定性分析中，若重心前移，則A.靜穩(wěn)定性減弱，俯仰操縱靈敏度提高B.靜穩(wěn)定性增強，俯仰操縱靈敏度降低C.靜穩(wěn)定性不變，俯仰操縱靈敏度提高D.靜穩(wěn)定性增強，俯仰操縱靈敏度提高答案：B2.某多旋翼無人機采用6S鋰聚合物電池，滿電電壓25.2V，空載電流0.8A，懸停時總電流18A。若電池容量為10000mAh，忽略溫度影響，其理論懸停時間為A.33.3minB.30.0minC.27.8minD.25.0min答案：C3.下列關于RTKGNSS與PPPGNSS的說法，正確的是A.RTK需基準站，PPP無需基準站，兩者均可實時厘米級定位B.RTK與PPP均依賴全球基準站網(wǎng)絡，實時性相同C.PPP收斂時間通常短于RTK初始化時間D.RTK在電離層活躍期精度高于PPP答案：A4.在無人機激光雷達點云處理中，對地面點進行濾波的經典算法是A.RANSACB.KmeansC.DBSCAND.HoughTransform答案：A5.某型垂直起降固定翼無人機在轉換階段出現(xiàn)高度掉高，最可能的原因是A.前飛速度過低，機翼升力不足B.螺旋槳槳距角過大C.升降舵偏角飽和D.GPS丟星答案：A6.根據(jù)《民用無人駕駛航空器實名制登記管理規(guī)定》，最大起飛重量大于A.150gB.250gC.1kgD.4kg必須實名登記答案：B7.在Pixhawk4飛控中，IMU數(shù)據(jù)融合默認使用的算法框架為A.擴展卡爾曼濾波(EKF2)B.互補濾波C.無跡卡爾曼濾波(UKF)D.粒子濾波答案：A8.某無人機遙控鏈路采用2.4GHzFHSS技術，其跳頻速率是A.100hops/sB.160hops/sC.200hops/sD.300hops/s答案：B9.在農業(yè)多光譜遙感中，NDVI指數(shù)計算公式為A.(NIRRed)/(NIR+Red)B.(GreenRed)/(Green+Red)C.(NIRGreen)/(NIR+Green)D.(RedNIR)/(Red+NIR)答案：A10.當無人機進入失速狀態(tài)，最先出現(xiàn)的動態(tài)響應是A.偏航角速率急劇增大B.俯仰角急劇下俯C.滾轉角振蕩發(fā)散D.空速急劇減小答案：D二、多項選擇題（每題3分，共15分；每題至少有兩個正確答案，多選少選均不得分）11.下列哪些措施可有效降低多旋翼無人機電機ESC的溫升A.提高PWM頻率B.加裝散熱風扇C.降低最大油門占空比D.采用FOC驅動答案：B、C、D12.關于無人機鋰電池存儲，下列說法正確的是A.長期存放應保持在3.7V單體電壓B.存放環(huán)境相對濕度應低于65%C.滿電長期存放可延長循環(huán)壽命D.建議每3個月進行一次維護充放答案：A、B、D13.在基于視覺的自主降落中，AprilTag相對于傳統(tǒng)二維碼的優(yōu)勢包括A.旋轉不變性B.更高的檢測距離C.更強的遮擋魯棒性D.更小的標簽尺寸答案：A、B、C14.下列哪些傳感器可用于無人機室內定位A.UWBB.光學動作捕捉C.激光SLAMD.氣壓計答案：A、B、C15.在固定翼無人機橫航向模態(tài)中，包含A.滾轉收斂B.螺旋C.荷蘭滾D.長周期答案：A、B、C三、判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯誤打“×”）16.多旋翼無人機槳葉雷諾數(shù)通常低于固定翼無人機主翼雷諾數(shù)。答案：√17.在MissionPlanner中，設置RTL_ALT參數(shù)為0表示返航時保持當前高度。答案：×18.無人機使用氫燃料電池，其能量密度質量比高于鋰硫電池。答案：√19.當無人機進入GPSdenied環(huán)境，EKF會立即切換至純視覺里程計模式，無需外部觸發(fā)。答案：×20.在雨霧天氣下，77GHz毫米波雷達比24GHz毫米波雷達的衰減更小。答案：√21.固定翼無人機采用鴨式布局可天然獲得正升力配平，從而降低誘導阻力。答案：√22.多旋翼無人機電調標稱持續(xù)電流30A，短時burst電流50A，則該電調可長期工作于40A。答案：×23.在PX4中，飛行模式Switch通道必須映射至RC_MAP_FLTMODE參數(shù)指定通道。答案：√24.激光雷達的重復精度與激光波長無關，僅取決于計時電路分辨率。答案：×25.根據(jù)DO178C標準，無人機飛控軟件達到DALB級即可允許進行人口稠密區(qū)商業(yè)運行。答案：×四、填空題（每空2分，共20分）26.某固定翼無人機翼載荷為35kg/m2，機翼面積0.8m2，則其最大起飛重量為________kg。答案：2827.在Pixhawk中，參數(shù)COM_ARM_WO_GPS設為0表示________GPS鎖定方可解鎖。答案：必須28.多旋翼無人機電機KV值800，電池電壓22.2V，空載理論轉速為________rpm。答案：1776029.激光雷達測距方程中，接收功率與目標距離的________次方成反比。答案：二30.在RTCM3.2協(xié)議中，MSM4消息類型用于傳輸________觀測值。答案：GPS31.無人機遙感影像的地面采樣距離(GSD)與飛行高度成________比，與焦距成________比。答案：正；反32.根據(jù)伯努利方程，當氣流通過收縮管道時，流速增大，靜壓________。答案：減小33.在PX4中，使用L1自適應控制律的外環(huán)參數(shù)為________。答案：L1_PERIOD34.某多旋翼無人機總重2kg，懸停時電機效率8g/W，則懸停功率為________W。答案：25035.固定翼無人機失速速度計算公式中，與翼載荷平方根成________比。答案：正五、簡答題（每題10分，共30分）36.簡述多旋翼無人機在強風條件下懸停時的功率補償策略，并給出功率隨風速增加的經驗模型。答案：在強風條件下，無人機需額外功率以抵抗風擾。策略包括：1.前饋補償：利用風速估計值提前增加油門基準；2.反饋補償：通過角速度環(huán)與速度環(huán)PID提高增益，抑制位置漂移；3.姿態(tài)限幅：設置最大傾角防止電機飽和。經驗模型：Pwind=P0+k·v^1.5，其中P0為無風懸停功率，v為風速，k為與機體系數(shù)相關的常數(shù)，通常取0.08～0.12W·s^1.5/m^1.5。實驗表明，6級風(12m/s)下功率增加約35%。37.說明固定翼無人機“蝴蝶”襟翼與“富勒”襟翼在增升機理上的差異，并給出各自最大升力系數(shù)提升范圍。答案：蝴蝶襟翼通過同時下偏前緣縫翼與后緣襟翼，形成無縫翼型，延緩氣流分離，主要增加環(huán)量，最大ΔCl約0.8～1.0。富勒襟翼后退并下偏，增大機翼彎度與面積，邊界層通過縫隙吸能再附，顯著增加環(huán)量與面積貢獻，最大ΔCl可達1.3～1.5。蝴蝶襟翼結構簡單，適合中小無人機；富勒襟翼增升更強，但機構復雜，重量代價大。38.闡述基于深度強化學習的無人機避障算法訓練中的“SimtoReal”差距來源，并提出三項工程化緩解措施。答案：差距來源：1.動力學差異：仿真忽略槳渦、機體柔性；2.傳感器噪聲：仿真高斯模型與真實非高斯、時相關噪聲不符；3.視覺域差異：仿真紋理、光照與真實場景分布偏移。緩解措施：1.系統(tǒng)辨識：在真實機上采集數(shù)據(jù)，更新仿真參數(shù)，構建數(shù)字孿生；2.域隨機化：在訓練時隨機化質量、轉動慣量、噪聲參數(shù)、紋理光照，提高策略魯棒性；3.漸進式遷移：先在仿真預訓練，再在真實場景使用保守探索，配合安全保護網(wǎng)，逐步擴大飛行包線，實現(xiàn)零樣本遷移。六、計算題（共25分）39.（10分）某固定翼無人機質量m=12kg，機翼面積S=0.96m2，展弦比A=8，Oswald效率e=0.85，零升阻力系數(shù)CD0=0.022。若巡航速度V=25m/s，空氣密度ρ=1.225kg/m3，求：(1)升力系數(shù)CL；(2)誘導阻力系數(shù)CDi；(3)巡航所需推力T。答案：(1)CL=2mg/(ρV2S)=2×12×9.81/(1.225×252×0.96)=0.64(2)CDi=CL2/(πAe)=0.642/(π×8×0.85)=0.019(3)CD=CD0+CDi=0.041T=0.5ρV2SCD=0.5×1.225×252×0.96×0.041=15.1N40.（15分）某四旋翼無人機執(zhí)行傾斜攝影任務，單相機像素6000×4000，像元尺寸3.8μm，焦距20mm，要求地面分辨率(GSD)≤1.5cm，航向重疊度80%，旁向重疊度70%，測區(qū)長2000m、寬1000m。求：(1)相對航高H；(2)單張影像對應的地面覆蓋長度與寬度；(3)所需影像總數(shù)；(4)若飛行速度12m/s，單架次最長飛行時間25min，是否可一次完成？若不能，需幾架次？答案：(1)GSD=像元尺寸×H/焦距?H=1.5cm×20mm/3.8μm=78.9m，取80m(2)像幅長L=6000×GSD=90m，寬W=4000×GSD=60m(3)航向基線B=L×(10.8)=18m，旁向間隔D=W×(10.7)=18m航線數(shù)=ceil(1000/18)=56，每航線照片數(shù)=ceil(2000/18)+1=112總張數(shù)=56×112=6272(4)單架次航程=12×25×60=18000m單架次可拍照片=18000/18=1000張<6272，故不能一次完成需架次=ceil(6272/1000)=7架次七、綜合設計題（共30分）41.某山區(qū)輸電線路巡檢項目需設計一款續(xù)航2h、抗7級風、具備毫米波雷達避障的垂直起降固定翼無人機系統(tǒng)。任務要求：a.給出總體布局簡圖（文字描述即可），說明選擇該布局的理由；b.進行重量估算，列出主要分系統(tǒng)質量分配表；c.選擇動力形式與能源方案，計算能量需求并驗證續(xù)航；d.設計航電架構，說明冗余策略；e.給出抗風控制策略框圖（文字描述），說明傳感器配置。答案：a.總體布局：采用“傾轉雙發(fā)+尾撐”布局，前翼安裝兩具可傾轉電機提供垂直升力與巡航拉力，尾部一具固定推力電機輔助過渡，V尾兼顧垂尾與平尾功能。理由：傾轉雙發(fā)在懸停時提供主要升力，巡航時傾轉90°成為拉力槳，避免額外死重；尾撐結構可布置高平尾，減少主翼下洗，提升縱向穩(wěn)定性；V尾降低浸潤面積，減重并提高抗風能力。b.重量估算：結構(碳纖維復合材料)5.2kg機翼(含副翼、襟翼)1.8kg尾翼0.5kg機身與尾撐1.5kg起落橇0.4kg動力系統(tǒng)3.3kg電機×31.2kg電調×30.3kg螺旋槳×30.2kg電池組(鋰離子，能量密度260Wh/kg)6.2kg航電與任務設備2.0kg飛控×2(雙冗余)0.2kg毫米波雷達×3(前、左、右)0.3kgRTKGNSS×20.2kgIMU×30.15kg數(shù)據(jù)鏈0.15kg相機云臺1.0kg電纜與接插件0.5kg余量10%1.7kg最大起飛重量18.9kgc.能源方案：采用高能量密度鋰離子電池(非鋰聚合物)，總能量6.2kg×260Wh/kg=1612Wh。巡航需用功率：升阻比估算L/D=12，m=18.9kg，V=22m/sPlevel=mgV/(L/D)=18.9×9.81×22/12=340W懸停功率：傾轉雙發(fā)承擔90%升力，尾發(fā)10%，懸?？偫π?80%重量，電機總效率12g/W，Phover=18.9×9.81/0.012=15460W，但過渡階段僅30s，平均功率可忽略。巡航占95%時間，2h耗能=340×2=680Wh；起降與轉換耗能≈100Wh；總需780Wh<1612Wh，余度52%，滿足續(xù)航。d.航電架構：雙PX4飛控冷備份，通過冗余電源管理芯片切換；傳感器三冗余：IMU×3投票，GNSS×2RTK，磁力計×2；毫米波雷達×3獨立CAN節(jié)點；遙控鏈路2.4GHz+900MHz雙頻；數(shù)據(jù)鏈4G+5.8GHz寬帶。冗余策略：任何單點傳感器失效，投票隔離；飛控失效，50ms內