2025年大學(xué)無人機(jī)工程（無人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）（總共10題，每題3分，每題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的，請將正確選項(xiàng)填涂在答題卡相應(yīng)位置。）1.無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)中，用于測量無人機(jī)姿態(tài)的傳感器主要是（）A.加速度計(jì)B.陀螺儀C.磁力計(jì)D.氣壓計(jì)2.以下哪種導(dǎo)航技術(shù)不受外界環(huán)境干擾，具有較高的定位精度（）A.GPS導(dǎo)航B.慣性導(dǎo)航C.視覺導(dǎo)航D.組合導(dǎo)航3.無人機(jī)在飛行過程中，通過測量地磁場來確定航向的傳感器是（）A.加速度計(jì)B.陀螺儀C.磁力計(jì)D.氣壓計(jì)4.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心部件是（）A.加速度計(jì)B.陀螺儀C.處理器D.存儲器5.視覺導(dǎo)航系統(tǒng)主要利用無人機(jī)上的（）獲取圖像信息A.攝像頭B.激光雷達(dá)C.超聲波傳感器D.紅外傳感器6.組合導(dǎo)航系統(tǒng)是將多種導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行融合，其目的是（）A.提高導(dǎo)航精度B.降低成本C.簡化系統(tǒng)D.增加系統(tǒng)復(fù)雜性7.無人機(jī)在室內(nèi)環(huán)境中飛行時，哪種導(dǎo)航技術(shù)可能會受到較大限制（）A.GPS導(dǎo)航B.慣性導(dǎo)航C.視覺導(dǎo)航D.組合導(dǎo)航8.用于測量無人機(jī)高度的傳感器是（）A.加速度計(jì)B.陀螺儀C.磁力計(jì)D.氣壓計(jì)9.以下哪種導(dǎo)航技術(shù)可以實(shí)時獲取無人機(jī)的位置信息（）A.GPS導(dǎo)航B.慣性導(dǎo)航C.視覺導(dǎo)航D.組合導(dǎo)航10.無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)中，用于補(bǔ)償陀螺儀漂移誤差的算法是（）A.卡爾曼濾波B.互補(bǔ)濾波C.均值濾波D.中值濾波第II卷（非選擇題共70分）（總共4題，每題10分，答題要求：請根據(jù)題目要求，詳細(xì)闡述相關(guān)原理或方法。）1.簡述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)。2.說明視覺導(dǎo)航系統(tǒng)在無人機(jī)導(dǎo)航中的應(yīng)用及面臨的挑戰(zhàn)。3.闡述組合導(dǎo)航系統(tǒng)中常用的融合算法及其特點(diǎn)。4.分析無人機(jī)在不同環(huán)境下（如室外開闊地、室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境）適合采用的導(dǎo)航技術(shù)。（總共2題，每題15分，答題要求：結(jié)合給定材料，回答相關(guān)問題，要求觀點(diǎn)明確，論述合理。）材料：在無人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展過程中，隨著應(yīng)用場景的不斷拓展以及對導(dǎo)航精度要求的提高，單一的導(dǎo)航技術(shù)已難以滿足需求。例如，在城市環(huán)境中，高樓林立會對GPS信號產(chǎn)生遮擋，導(dǎo)致定位精度下降；而在室內(nèi)環(huán)境中，GPS信號幾乎無法使用。因此，組合導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它將多種導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，以提高無人機(jī)的導(dǎo)航性能。1.結(jié)合材料，談?wù)劷M合導(dǎo)航技術(shù)在無人機(jī)導(dǎo)航中的重要性。2.請舉例說明除了文中提到的場景，還有哪些情況下單一導(dǎo)航技術(shù)存在局限性，需要組合導(dǎo)航技術(shù)。（總共1題，每題20分，答題要求：根據(jù)材料，分析無人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展趨勢，并提出自己的見解。）材料：隨著科技的不斷進(jìn)步，無人機(jī)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，對無人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的要求也日益提高。目前，無人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)正朝著高精度、智能化、小型化、多傳感器融合等方向發(fā)展。例如，新型的傳感器不斷涌現(xiàn)，能夠更精確地測量各種物理量；人工智能算法在導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得無人機(jī)能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。1.分析無人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)朝著高精度、智能化、小型化、多傳感器融合等方向發(fā)展的原因。2.請你對無人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)未來的發(fā)展趨勢提出自己的見解，并說明理由。答案：第I卷：1.B2.B3.C4.B5.A6.A7.A8.D9.A10.B第II卷：1.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)利用加速度計(jì)測量加速度，通過積分得到速度和位置信息，利用陀螺儀測量角速度確定姿態(tài)。優(yōu)點(diǎn)是自主性強(qiáng)、不受外界干擾、能連續(xù)提供導(dǎo)航信息；缺點(diǎn)是誤差隨時間積累，精度會逐漸降低。2.視覺導(dǎo)航利用攝像頭獲取圖像，通過圖像處理識別地標(biāo)或特征點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)航。應(yīng)用廣泛，能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。挑戰(zhàn)包括光照變化、圖像噪聲干擾、特征提取困難等。3.常用融合算法有卡爾曼濾波，能有效處理噪聲和不確定性，實(shí)時估計(jì)狀態(tài)；互補(bǔ)濾波結(jié)合不同傳感器優(yōu)點(diǎn)，簡單有效。4.室外開闊地適合GPS導(dǎo)航，定位精度高；室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境適合視覺導(dǎo)航或慣性導(dǎo)航結(jié)合其他傳感器的組合導(dǎo)航，利用視覺識別環(huán)境特征，慣性導(dǎo)航提供短期高精度姿態(tài)信息。1.組合導(dǎo)航技術(shù)能彌補(bǔ)單一導(dǎo)航技術(shù)在不同場景下的不足，提高導(dǎo)航精度和可靠性，適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境，對無人機(jī)在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用至關(guān)重要。2.如在山區(qū)飛行，地形復(fù)雜會使GPS信號受影響，單一GPS導(dǎo)航不準(zhǔn)確；在海上飛行，視覺導(dǎo)航難以找到特征點(diǎn)，單一視覺導(dǎo)航受限，此時都需組合導(dǎo)航技術(shù)。1.高精度發(fā)展是為滿足更精準(zhǔn)任務(wù)需求；智能化是因復(fù)雜環(huán)境需自主決