2025年無人機操控技術(shù)理論考核試題(附答案)一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.按照2025年最新《無人駕駛航空器分類及適航管理規(guī)定》，下列哪類無人機需強制安裝ADS-BOUT廣播設(shè)備？A.微型無人機（空機重量≤0.25kg）B.輕型無人機（0.25kg＜空機重量≤4kg）C.小型無人機（4kg＜空機重量≤25kg）D.中型無人機（25kg＜空機重量≤150kg）答案：D（中型及以上無人機需強制安裝ADS-BOUT，用于空管監(jiān)視）2.多旋翼無人機懸停時，若某一電機轉(zhuǎn)速異常升高，最可能的故障原因是？A.該電機對應(yīng)的螺旋槳型號錯誤（槳葉角偏大）B.飛控IMU校準(zhǔn)誤差C.電池電壓不均衡D.圖傳系統(tǒng)干擾答案：A（槳葉角偏大時，電機需提高轉(zhuǎn)速以維持升力平衡）3.2025年新版《無人機飛行空域劃設(shè)規(guī)范》中，“融合空域”指的是？A.僅允許無人機飛行的專用空域B.無人機與有人機共享的飛行空域C.海拔1000米以上的高空空域D.城市密集區(qū)50米以下的超低空空域答案：B（融合空域需通過U-space系統(tǒng)實現(xiàn)有人機與無人機的動態(tài)間隔管理）4.固定翼無人機采用“后三點式”起落架時，其地面滑行穩(wěn)定性主要依賴？A.主輪間距B.尾輪的轉(zhuǎn)向自由度C.機翼上反角D.水平尾翼的俯仰控制答案：B（后三點式起落架尾輪可自由轉(zhuǎn)向，避免地面滑行時側(cè)翻）5.下列哪種電池技術(shù)最可能成為2025年中大型無人機的主流動力源？A.鋰聚合物電池（LiPo）B.磷酸鐵鋰電池（LiFePO4）C.氫燃料電池（PEMFC）D.鎳氫電池（NiMH）答案：C（氫燃料電池能量密度高，適合長航時任務(wù)）6.無人機飛控系統(tǒng)中，“卡爾曼濾波”算法的主要作用是？A.優(yōu)化電機調(diào)速信號B.融合多傳感器數(shù)據(jù)（如IMU、GPS、視覺）C.生成任務(wù)航線規(guī)劃D.執(zhí)行避障決策答案：B（卡爾曼濾波用于消除傳感器噪聲，輸出更準(zhǔn)確的狀態(tài)估計）7.執(zhí)行夜間航拍任務(wù)時，無人機需額外滿足的技術(shù)要求是？A.安裝頻閃燈（頻率≥2Hz）B.提升圖傳信號抗干擾能力C.配備紅外避障傳感器D.以上均是答案：D（夜間飛行需視覺標(biāo)識、圖傳可靠性及非可見光避障）8.當(dāng)無人機飛行高度超過真高120米時，根據(jù)2025年法規(guī)，必須提前申請的是？A.空域使用許可B.駕駛員執(zhí)照（視距外）C.無線電頻率使用證D.以上均需申請答案：D（超120米屬于超視距飛行，需空域許可、視距外執(zhí)照及無線電頻率審批）9.多旋翼無人機“槳效比”（升力/功率）最高的飛行狀態(tài)是？A.垂直上升（5m/s）B.水平勻速飛行（15m/s）C.懸停D.急加速轉(zhuǎn)彎答案：B（水平飛行時氣流更穩(wěn)定，槳葉迎角優(yōu)化，槳效比高于懸停和垂直運動）10.無人機“動力冗余度”通常定義為？A.最大升力與總重量的比值B.電池容量與平均功耗的比值C.電機數(shù)量與必要動力需求的比值D.飛控備份系統(tǒng)數(shù)量答案：A（動力冗余度=最大升力/總重量，冗余度≥1.5為安全標(biāo)準(zhǔn)）11.下列哪種氣象條件會導(dǎo)致無人機空氣動力性能顯著下降？A.溫度35℃（高溫）B.相對濕度80%（高濕）C.氣壓1000hPa（標(biāo)準(zhǔn)氣壓）D.風(fēng)速12m/s（6級風(fēng)）答案：A（高溫導(dǎo)致空氣密度降低，相同轉(zhuǎn)速下升力減?。?2.2025年新型“分布式電推進”固定翼無人機的優(yōu)勢不包括？A.提升短距起降能力B.降低噪聲C.簡化飛控算法D.增強故障容錯性答案：C（多電機協(xié)同需更復(fù)雜的飛控算法）13.無人機“任務(wù)載荷比”是指？A.任務(wù)載荷重量與空機重量的比值B.任務(wù)載荷功耗與總功耗的比值C.任務(wù)載荷體積與機體體積的比值D.任務(wù)載荷精度與飛行高度的比值答案：A（任務(wù)載荷比=載荷重量/(空機重量+載荷重量)，衡量載重能力）14.當(dāng)無人機出現(xiàn)“磁羅盤干擾”告警時，正確的處理措施是？A.立即手動關(guān)閉磁羅盤，依賴GPS導(dǎo)航B.降低飛行高度，遠離金屬物體C.原地懸停，重新校準(zhǔn)磁羅盤D.加速返航，避免進一步干擾答案：B（磁羅盤干擾多由金屬或電磁設(shè)備引起，需遠離干擾源后重新校準(zhǔn)）15.固定翼無人機“失速速度”與下列哪項無關(guān)？A.機翼面積B.飛行高度（空氣密度）C.發(fā)動機推力D.機翼迎角答案：C（失速速度由升力公式?jīng)Q定，與推力無關(guān)）二、多項選擇題（每題3分，共15分，少選、錯選均不得分）1.2025年無人機“數(shù)字身份”需包含的信息有？A.無人機序列號B.注冊所有者信息C.飛控軟件版本號D.最近一次維修記錄答案：AB（數(shù)字身份用于空域管理，包含唯一標(biāo)識及所有者信息）2.多旋翼無人機“動力系統(tǒng)匹配”需考慮的參數(shù)有？A.電機KV值與螺旋槳尺寸的匹配B.電調(diào)電流容量與電機最大電流的匹配C.電池電壓與電機額定電壓的匹配D.飛控PWM輸出頻率與電調(diào)協(xié)議的匹配答案：ABCD（動力系統(tǒng)匹配需全參數(shù)協(xié)同）3.影響無人機“航跡規(guī)劃精度”的因素包括？A.GPS定位誤差（水平≤2m）B.飛控姿態(tài)控制精度（俯仰角誤差≤0.5°）C.風(fēng)速風(fēng)向?qū)崟r變化D.任務(wù)載荷（如相機）的振動補償效果答案：ABC（航跡規(guī)劃精度主要受導(dǎo)航與控制影響，載荷振動影響任務(wù)執(zhí)行而非航跡）4.無人機“應(yīng)急降落”觸發(fā)條件包括？A.電池剩余電量低于15%（無返航余電）B.飛控硬件故障（如IMU數(shù)據(jù)異常）C.遙控器信號丟失超過10秒（無圖傳回鏈）D.地面站主動發(fā)送“緊急降落”指令答案：ABCD（低電量、硬件故障、信號中斷、人工指令均觸發(fā)應(yīng)急降落）5.固定翼無人機“滑跑起飛”時，需調(diào)整的操作參數(shù)有？A.升降舵偏角（控制俯仰）B.副翼偏角（控制滾轉(zhuǎn)）C.方向舵偏角（控制航向）D.油門開度（控制速度）答案：ABCD（滑跑階段需同時控制俯仰、滾轉(zhuǎn)、航向及速度）三、判斷題（每題1分，共10分，正確填“√”，錯誤填“×”）1.微型無人機（空機重量≤0.25kg）在人口密集區(qū)飛行時，無需遵守任何法規(guī)限制。（）答案：×（微型無人機在人口密集區(qū)需保持真高≤50米，且不得靠近人群）2.多旋翼無人機“反扭矩平衡”通過對稱安裝的正反槳實現(xiàn)，與電機轉(zhuǎn)向無關(guān)。（）答案：×（反扭矩平衡需電機轉(zhuǎn)向相反（順時針/逆時針）配合正反槳）3.無人機“最大續(xù)航時間”測試需在無風(fēng)、標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，以經(jīng)濟速度勻速飛行。（）答案：√（續(xù)航測試需標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境以排除外界干擾）4.固定翼無人機“升阻比”越大，相同動力下續(xù)航時間越長。（）答案：√（升阻比高意味著單位升力的阻力小，能量消耗低）5.無人機“避障系統(tǒng)”的“最小安全距離”需根據(jù)飛行速度動態(tài)調(diào)整（速度越快，距離越大）。（）答案：√（高速飛行時需更早觸發(fā)避障，避免碰撞）6.鋰聚合物電池長期存放時，應(yīng)充電至50%-60%容量，溫度保持在15-25℃。（）答案：√（半電存放可延長電池壽命）7.無人機“視距內(nèi)飛行”允許使用望遠鏡輔助觀察，但不得依賴圖傳視頻。（）答案：√（視距內(nèi)飛行需肉眼直接觀察，望遠鏡為輔助工具）8.多旋翼無人機“全向避障”系統(tǒng)需至少6個方向的傳感器覆蓋（前、后、左、右、上、下）。（）答案：√（全向避障需六向感知）9.固定翼無人機“著陸下滑”時，需保持恒定的下滑角（通常3°-5°），通過調(diào)整油門控制下降率。（）答案：√（下滑角由姿態(tài)決定，油門調(diào)整下降率）10.2025年“U-space系統(tǒng)”可實現(xiàn)無人機飛行計劃自動審批、動態(tài)空域分配及沖突預(yù)警。（）答案：√（U-space是未來無人機空域管理的核心系統(tǒng)）四、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述多旋翼無人機“動力系統(tǒng)”的組成及各部分功能。答案：多旋翼動力系統(tǒng)由電機、電調(diào)、螺旋槳、電池四部分組成。-電機：將電能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力；-電調(diào)（電子調(diào)速器）：接收飛控PWM信號，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速；-螺旋槳：通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生下洗氣流，提供升力與推力；-電池：提供電能，通常為鋰聚合物電池（LiPo）或氫燃料電池，需匹配電機電壓與容量需求。2.對比分析多旋翼無人機與固定翼無人機在“垂直起降”和“續(xù)航能力”上的差異及原因。答案：（1）垂直起降：多旋翼可垂直起降，依賴旋翼直接產(chǎn)生向上的升力；固定翼需滑跑或彈射起飛（常規(guī)布局），依賴機翼與氣流相對運動產(chǎn)生升力，垂直起降固定翼需額外升力裝置（如傾轉(zhuǎn)旋翼）。（2）續(xù)航能力：固定翼續(xù)航更長（相同重量下），因固定翼升阻比高（機翼效率優(yōu)于旋翼），平飛時僅需克服阻力，能量消耗低；多旋翼懸停時需持續(xù)消耗能量維持升力，續(xù)航受限于動力效率。3.說明無人機“飛控系統(tǒng)”在“手動模式”與“自動模式”下的控制邏輯差異，并列舉兩種典型自動模式。答案：（1）控制邏輯差異：手動模式下，飛控僅執(zhí)行遙控器的直接指令（如油門、俯仰、滾轉(zhuǎn)），不介入自主導(dǎo)航；自動模式下，飛控根據(jù)預(yù)設(shè)航線（或?qū)崟r規(guī)劃）自主計算姿態(tài)與油門指令，遙控器僅作為緊急干預(yù)手段。（2）典型自動模式：-航點飛行（Waypoint）：按預(yù)設(shè)坐標(biāo)點依次飛行，自動調(diào)整速度與高度；-跟隨模式（FollowMe）：通過GPS或視覺識別跟蹤目標(biāo)，保持相對位置。4.闡述無人機“電磁干擾”的主要來源及預(yù)防措施。答案：（1）主要來源：-外部干擾：高壓輸電線、雷達站、通信基站（如5G基站）的電磁輻射；-內(nèi)部干擾：電機電調(diào)的高頻噪聲、圖傳與遙控信號的同頻競爭。（2）預(yù)防措施：-頻率規(guī)劃：使用ISM頻段（如2.4GHz、5.8GHz）并避開常用通信頻率；-硬件屏蔽：為飛控、接收機加裝金屬屏蔽罩，電機電調(diào)使用屏蔽線；-軟件抗干擾：采用跳頻通信（FHSS）、糾錯編碼（如LDPC）提升信號可靠性；-環(huán)境監(jiān)測：飛行前使用頻譜分析儀檢測目標(biāo)空域電磁環(huán)境，避開強干擾區(qū)域。五、綜合分析題（共13分）場景：某測繪團隊使用中型多旋翼無人機（空機重量15kg，最大起飛重量25kg，配備雙冗余飛控、激光雷達避障、4G圖傳）在山區(qū)執(zhí)行1:1000地形圖測繪任務(wù)。飛行至第3個架次時，出現(xiàn)以下異常：①電池剩余電量顯示30%（正常需25%返航）；②圖傳畫面出現(xiàn)“花屏”（圖像卡頓、馬賽克）；③遙控器提示“GPS信號弱（衛(wèi)星數(shù)4顆）”；④飛控日志顯示“IMU2數(shù)據(jù)異常（加速度計偏差＞0.1g）”。問題：（1）分析導(dǎo)致異常的可能原因（4分）；（2）設(shè)計應(yīng)急操作流程（5分）；（3）評估后續(xù)飛行需改進的措施（4分）。答案：（1）可能原因分析：-電池異常：可能因低溫（山區(qū)溫差大）導(dǎo)致電池容量虛標(biāo)，或電池循環(huán)次數(shù)過多（內(nèi)阻增大）；-圖傳花屏：4G信號受山體遮擋（多徑效應(yīng)）或與無人機數(shù)傳頻率沖突；-GPS信號弱：山區(qū)峽谷地形導(dǎo)致衛(wèi)星遮擋（僅4顆可見），無法滿足高精度定位需求；-IMU2異常：可能因振動（測繪相機未加固）導(dǎo)致傳感器偏移，或飛控硬件故障（如芯片過熱）。（2）應(yīng)急操作流程：①優(yōu)先確認主飛控（IMU1）數(shù)據(jù)是否正常，若正常則切換至單IMU模式；②降低飛行高度（至真高100米以下），嘗試尋找GPS信號更好的位置（如山脊上方）；③切換圖傳至備用頻段（如5.8GHz數(shù)傳），或啟用地面站中繼（若有）；④計算當(dāng)前位置至返航點的剩余電量：30%電量需滿足“當(dāng)前距離×單位距離功耗+10%安全余量”，若足夠則執(zhí)行返航；若不足，選擇就近平坦區(qū)域（通過激光雷達掃描）實施應(yīng)急降落；⑤降落前開啟全向避障，調(diào)整速度至2m/s以下，避免碰撞障礙物；⑥降落完成后，立即