無人機技術與應用考試試題帶答案（滿分必刷）一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.某型多旋翼無人機在懸停狀態(tài)下，四個電機轉速分別為：M1=7200rpm，M2=7200rpm，M3=6800rpm，M4=6800rpm。此時無人機最可能出現(xiàn)的運動狀態(tài)是A.向前平移B.向右平移C.逆時針自旋D.順時針自旋答案：C解析：多旋翼通過電機轉速差產生扭矩，M1、M2轉速高于M3、M4，產生逆時針凈扭矩，機體逆時針自旋。2.下列關于RTK-GNSS的說法，正確的是A.基站與移動站距離越遠，固定解精度越高B.電離層活躍時，RTK固定解初始化時間縮短C.載波相位整周模糊度固定后，水平定位誤差可降至1cm+1ppmD.單頻RTK在城市峽谷中比雙頻RTK更容易保持固定解答案：C解析：RTK依靠載波相位差分，整周模糊度固定后精度達厘米級；A項距離越遠誤差越大；B項電離層活躍延長初始化；D項雙頻抗多徑更強。3.某鋰電池標稱容量為6000mAh，在0℃環(huán)境下以3C倍率放電，實際放出的容量最接近A.6000mAhB.5400mAhC.4200mAhD.3000mAh答案：C解析：低溫下鋰離子活性降低，3C高倍率放電容量衰減約30%，6000×0.7≈4200mAh。4.采用Pixhawk4飛控，若將MPC_XY_CRUISE參數(shù)由5m/s改為10m/s，下列現(xiàn)象正確的是A.最大水平速度翻倍，但加速度限制不變B.定點模式下?lián)u桿滿舵，飛機水平加速度同步翻倍C.自動航線飛行時，飛機轉彎半徑減小D.電池續(xù)航時間一定縮短答案：A解析：MPC_XY_CRUISE僅設定巡航速度上限，加速度由MPC_XY_ACC參數(shù)獨立控制；B項加速度需另調；C項速度翻倍半徑增大；D項若任務遠高速反而省時。5.某測繪無人機搭載1英寸CMOS相機，像元尺寸2.4μm，焦距24mm，飛行高度100m，地面采樣距離（GSD）約為A.1.0cmB.2.4cmC.3.3cmD.4.8cm答案：B解析：GSD=像元尺寸×飛行高度/焦距=2.4×10??×100/0.024=0.01m=1.0cm；但1英寸相機通常有2.4μm像元，計算無誤，選B。6.在FAAPart107法規(guī)中，小型無人機夜間運行必須A.安裝至少3盞紅色防撞燈，光強≥3cdB.提前30天提交豁免申請C.使用ADS-BOUT設備D.由持有儀表等級的飛行員操縱答案：A解析：2021年新規(guī)允許夜間運行，僅需安裝符合要求的防撞燈，無需豁免或儀表等級。7.下列關于LiDAR回波次數(shù)的說法，錯誤的是A.植被穿透能力與激光回波次數(shù)正相關B.首次回波通常對應樹冠頂部C.末次回波一定來自地面D.多回波可增加點云密度答案：C解析：末次回波可能落在建筑物或低矮灌木，不一定地面。8.某無人機采用X型布局，電機KV值800，電池22.2V，配15×5螺旋槳，理論懸停油門百分比最接近A.25%B.35%C.45%D.55%答案：C解析：KV×電壓=17760rpm，15×5槳懸停轉速約7500rpm，7500/17760≈42%，考慮效率損失45%。9.在數(shù)字圖傳系統(tǒng)中，采用OFDM64-QAM5/6編碼，20MHz帶寬，理論凈數(shù)據(jù)率約為A.24MbpsB.48MbpsC.72MbpsD.108Mbps答案：C解析：802.11n1×120MHz64-QAM5/6編碼率，物理速率65Mbps，扣除開銷凈約72Mbps。10.下列關于無人機冰災巡檢的說法，正確的是A.過冷卻水滴撞擊機體不會形成明冰B.溫度低于-40℃時無結冰風險C.旋翼結冰后，電機電流下降D.采用碳纖維加熱膜可在0.6W/cm2功率密度下5min除冰答案：D解析：加熱膜功率密度0.6W/cm2可快速除冰；A項過冷卻水滴形成明冰；B項-40℃仍可能結冰；C項結冰增重，電流上升。11.某型垂直起降固定翼無人機，巡航升阻比12，電池能量1kWh，動力系統(tǒng)總效率85%，巡航功率200W，最大有效載荷飛行時間約為A.2.1hB.3.4hC.4.2hD.5.1h答案：B解析：可用能量850Wh，850/200=4.25h，扣除起降能耗約20%，3.4h。12.在OpenCV中，使用cv2.findContours檢測跑道線，若圖像分辨率4K，輪廓點數(shù)超過閾值導致卡頓，最優(yōu)優(yōu)化策略是A.先高斯模糊再降采樣B.直接二值化后腐蝕C.使用CUDA版cv2.cuda.createBackgroundSubtractorD.改用HoughLinesP答案：A解析：降采樣減少數(shù)據(jù)量，高斯模糊保留邊緣，效率最高。13.某無人機集群采用ROS2DDS通信，發(fā)現(xiàn)節(jié)點間丟包率>5%，下列參數(shù)調整最有效的是A.增大history_depthB.切換為BestEffortC.提高dds_transport_priorityD.減小keep_alive_period答案：C解析：提高傳輸優(yōu)先級可降低競爭丟包；BestEffort反而加重丟包；history_depth與可靠性無關。14.在Pix4Dmapper中，若空三報告顯示“calibrationuncertainty>2pix”，首要處理措施是A.增加地面控制點B.重新標定相機C.降低圖像分辨率D.關閉rollingshutter補償答案：B解析：標定不確定度大說明內參不準，需重新標定。15.采用氫燃料電池的無人機，在海拔3000m飛行，陰極壓力0.8atm，輸出功率下降約A.5%B.10%C.20%D.30%答案：C解析：燃料電池依賴氧氣分壓，海拔3000m氧分壓下降約26%，功率下降約20%。二、多項選擇題（每題3分，共30分，多選少選均不得分）16.下列哪些措施可有效降低多旋翼無人機振動水平A.使用雙面膠帶固定飛控B.增加槳葉剛度C.電機動平衡等級≥G2.5D.在槳尖增加鋸齒E.采用諧振頻率高于200Hz的碳纖維臂答案：ACE解析：A減震安裝；C動平衡；E避開常見振動頻段；B增加剛度可能放大振動；D鋸齒降噪不減震。17.關于無人機5GSA網絡遙控，以下說法正確的有A.上行需保證50Mbps碼率B.端到端時延可低于20msC.需啟用QoSFlowwith5QI=80D.可使用毫米波頻段降低空口時延E.必須采用MIMO64T64R答案：BCD解析：BURLLC場景；C5QI=80為無人機專用；D毫米波大帶寬低時延；A上行無需50Mbps；E非必須。18.在AgisoftMetashape中，提高密集點云質量可勾選A.深度圖過濾為“Mild”B.啟用GPU加速C.設置立體對重疊度≥70%D.使用“Ultra”深度圖質量E.關閉色彩一致性答案：BCD解析：BGPU提速；C保證匹配；D最高質量；AMild降低質量；E關閉降低精度。19.下列哪些情況會導致無人機磁羅盤異常A.電池平衡頭靠近飛控10cmB.在鋼筋混凝土地面校準C.使用碳纖維螺旋槳D.云臺舵機供電線與磁羅盤I2C線捆扎E.升級固件后未重新校準答案：ABDE解析：A電池電流磁場；B鋼筋干擾；D串擾；E參數(shù)重置；C碳纖維無磁性。20.關于無人機紅外熱成像巡檢光伏組件，正確的有A.飛行時間宜選上午9-10點B.熱靈敏度NETD≤50mK可識別二極管熱斑C.反射溫度補償需輸入天空溫度D.可檢測PID效應導致的熱斑E.需關閉自動增益鎖定溫度范圍答案：BCDE解析：B高靈敏度；C反射補償；DPID熱斑；E鎖定增益；A應選輻照度穩(wěn)定的中午前后。21.下列屬于無人機自主避障常用深度相機方案的有A.雙目視覺+SGMB.ToFdToFC.結構光RGB-DD.單目SLAME.毫米波雷達點云答案：ABC解析：ABC均為直接獲取深度；D單目需估算；E雷達非相機。22.在ArduPilot中，實現(xiàn)精準拋投任務需調整A.WPNAV_ACCELB.SERVO9_FUNCTION=81C.RNGFND1_TYPE=24D.PLND_ENABLED=1E.MIS_OPTIONS=1答案：ABE解析：A加速度；B設置舵機為拋投功能；E允許繼續(xù)任務；C測距；D視覺著陸無關。23.關于無人機集群燈光秀，正確的有A.采用RTK可實現(xiàn)厘米級編隊B.使用UWB定位需基站視距C.4D軌跡包含RGB變化D.采用IEEE1588v2同步LED刷新E.電機LED需低延遲DMA控制答案：ABCDE解析：全部正確。24.下列哪些算法可用于無人機圖像去霧A.DarkChannelPriorB.RetinexC.CLAHED.DehazeNetE.BM3D答案：ABD解析：ABD專為去霧；C增強對比；E降噪。25.在DJIO3圖傳中，下列參數(shù)與鏈路預算直接相關的有A.EIRPB.MCS等級C.天線增益D.接收靈敏度E.信道帶寬答案：ABCDE解析：全部影響鏈路余量。三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯誤打“×”）26.多旋翼無人機在風洞中測得最大抗風能力15m/s，則其在真實山區(qū)陣風環(huán)境下仍可安全懸停。答案：×解析：山區(qū)陣風湍流強度大，實際抗風能力下降。27.使用激光SLAM建圖時，加入IMU預積分可顯著降低Z軸漂移。答案：√解析：IMU預積分約束高頻位姿，抑制Z漂移。28.在相同起飛重量下，電動多旋翼與油動直升機續(xù)航時間近似相等。答案：×解析：油動直升機能量密度高，續(xù)航更長。29.采用碳纖維螺旋槳可完全消除電磁干擾對磁羅盤的影響。答案：×解析：碳纖維導電，旋轉仍產生電場。30.無人機在雨霧天氣使用毫米波雷達避障，波長越長穿透能力越弱。答案：×解析：波長越長穿透雨霧能力越強。31.在Pixhawk中，設置BRD_PWM_COUNT=6后，AUX5口仍可用作GPIO。答案：√解析：PWM計數(shù)6表示AUX1-6為PWM，AUX5仍保留GPIO功能。32.使用氫燃料電池的無人機，尾排水蒸氣在低溫環(huán)境下會迅速結冰形成航跡云。答案：√解析：尾排為水蒸氣，遇冷凝結。33.在OpenCV中，cv2.goodFeaturesToTrack檢測角點，qualityLevel參數(shù)越大，檢測到的角點越多。答案：×解析：qualityLevel越高，篩選越嚴格，角點越少。34.無人機搭載SAR雷達進行干涉測量，需保持兩次航跡間距小于臨界基線。答案：√解析：超臨界基線導致去相干。35.在LTE網絡中，無人機高度升高，小區(qū)重選次數(shù)一定減少。答案：×解析：高空可能覆蓋多個小區(qū)，重選增加。四、計算題（每題10分，共30分）36.某四旋翼無人機起飛重量4kg，采用6S16000mAh鋰聚合物電池，能量密度260Wh/kg，動力系統(tǒng)效率85%，懸停功率密度180W/kg。（1）計算懸停時間；（2）若增加2kg載荷，懸停時間縮短百分比。答案：（1）電池總能量：0.26kWh/kg×1.6kg×6=2.496kWh可用能量：2.496×0.85=2.122kWh懸停功率：4kg×180=720W時間：2.122kWh/0.72kW=2.95h≈177min（2）新功率：6kg×180=1080W時間：2.122/1.08=1.96h縮短：(177-118)/177=33.3%37.某固定翼無人機翼展2m，平均弦長0.25m，Oswald效率因子0.9，巡航速度18m/s，空氣密度1.225kg/m3，升力系數(shù)0.7，誘導阻力系數(shù)公式Cdi=Cl2/(π·AR·e)。求：（1）展弦比AR；（2）誘導阻力系數(shù)；（3）若零升阻力系數(shù)Cd0=0.025，求升阻比。答案：（1）AR=b2/S=22/(2×0.25)=8（2）Cdi=0.72/(π×8×0.9)=0.0217（3）總Cd=0.025+0.0217=0.0467Cl/Cd=0.7/0.0467=15.038.某測繪無人機搭載相機焦距35mm，像元尺寸4.2μm，飛行高度200m，測區(qū)海拔差50m，要求平面精度5cm，高程精度10cm，重疊度航向80%，旁向70%。問：（1）計算GSD；（2）按1/3像元匹配精度，估算所需地面控制點密度（點/km2）。答案：（1）GSD=4.2×10??×200/0.035=0.024m=2.4cm（2）平面精度5cm≈2像元，高程精度10cm≈4像元，滿足1/3像元需控制點間距≤0.15km，密度=1/(0.15)2=44點/km2五、綜合設計題（2