无人机专业英语 课件汇 Chap1 UAV-Chap4 Satellite Navigation

EnglishforUnmannedaerialvehicle无人机专业英语开设本课程的目的

第一

第二

第三能够阅读常见的英语技术手册了解无人机装调与飞行的相关知识

掌握无人机专业英语技术词汇第一部分第二部分介绍无人机的发展历史介绍无人机的学术定义Unit1:Unmannedaerialvehicle——Terminologyandhistoryaerial[ˈeəriəl]空气的;航空的，空中的;vehicle[ˈvi:hɪkl]车辆;交通工具;intermittently[ˌɪntə'mɪtəntlɪ]间歇地;断断续续;Originate[əˈrɪdʒəˌnet]产生;起源于，来自;surveillance[sɜ:ˈveɪləns]盯梢，监督;[法]管制，监视;coin[kɔɪn]制造硬币;杜撰;创造;piloted ['paɪlətɪd]先导控制的，有人驾驶的;lethal [ˈli:θl]致命的，致死的;能致命的;破坏性的;有害的;jurisdiction[ˌdʒʊrɪsˈdɪkʃn]管辖权;管辖范围;权限;司法权;torpedo [tɔ:ˈpi:dəʊ]鱼雷;

Wordsenthusiast[ɪnˈθju:ziæst]狂热者;热情者，热心者;热衷于…的人;territory[ˈterətri]领地;领土，版图;领域attrition[əˈtrɪʃn]消耗;摩擦;消磨;

reconnaissance[rɪˈkɒnɪsns]勘查;（对某地区的）侦察或观测neutralize[ˈnju:trəlaɪz]中和;使中立化;使无效;

agility [ə'dʒɪlətɪ]敏捷;灵活;活泼;

stealth [stelθ]秘密行动;鬼祟;隐形，潜入;echelon [ˈeʃəlɒn]（机构中的）等级，阶层（机构中的）等级，阶层;

resemblance[rɪˈzembləns]相似，形似;外表，外观;相似物，相似点WordsExteroceptive[ˌekstərə'septɪv]感受外界刺激的（如视觉与听觉）的;airborne[ˈeəbɔ:n]空运的，飞机载的;航空的;空气所带的;WordsAnunmannedaerialvehicle(UAV),commonlyknownasadrone,unmannedaircraftsystem(UAS),orbyseveralothernames,isanaircraftwithoutahumanpilotaboard.TheflightofUAVsmayoperatewithvariousdegreesofautonomy:eitherunderremotecontrolbyahumanoperator,orfullyorintermittentlyautonomously,byonboardcomputers.Part1

翻译:无人飞行器（UAV），俗称无人机，无人飞机系统（UAS），或是几个其他名字，是一个不需要驾驶员登机驾驶的各式遥控飞行器。无人机的操控飞行可能有不同的自主化程度：通过人来远程控制、通过机载计算机进行全自主或者间歇性自主控制。Comparedtomannedaircraft,UAVsareoftenpreferredformissionsthataretoo"dull,dirtyordangerous"forhumans.Theyoriginatedmostlyinmilitaryapplications,althoughtheiruseisexpandingincommercial,scientific,recreational,agricultural,andotherapplications,suchaspolicingandsurveillance,productdeliveries,aerialphotography,agricultureanddroneracing.Civiliandronesnowvastlyoutnumbermilitarydrones,withestimatesofoveramillionsoldby2015.Part1与载人飞机相比，无人机往往更适合对于人类来说“太枯燥、脏或危险”的任务。它们大多起源于军事应用，虽然它们的应用正在扩展到商业，科学，娱乐，农业和其他应用，如警务和监视，运送快递，航空摄影，农业和无人机竞技。民用无人机出售量现在大大超过军用无人机，估计到2015年超出量能超过一百万。Multipletermsareusedforunmannedaerialvehicles,whichgenerallyrefertothesameconcept.Thetermdrone,morewidelyusedbythepublic,wascoinedinreferenceto

theresemblanceofnavigationandloud-and-regularmotorsoundsofoldmilitaryunmannedaircrafttothemalebee.Thetermhasencounteredstrongoppositionfromaviationprofessionalsandgovernmentregulators.Part2：Terminology无人机有多个术语，一般指的是同一概念。术语“drone”，被大众广泛接受，是根据旧式军用无人机螺旋桨大而有规律(嗡嗡)的叫声及导航系统和雄峰相似性创造的。这一术语遭到了航空专业人士和政府监管机构的强烈反对。Thetermunmannedaircraftsystem(UAS)wasadoptedbytheUnitedStatesDepartmentofDefense(DoD)andtheUnitedStatesFederalAviationAdministrationin2005accordingtotheirUnmannedAircraftSystemRoadmap2005–2030.TheInternationalCivilAviationOrganization(ICAO)andtheBritishCivilAviationAuthorityadoptedthisterm,alsousedintheEuropeanUnion'sSingle-European-Sky(SES)Air-Traffic-Management(ATM)Research(SESARJointUndertaking)roadmapfor2020.Thistermemphasizestheimportanceofelementsotherthantheaircraft.Part2—TerminologyItincludeselementssuchasgroundcontrolstations,datalinksandothersupportequipment.Asimilartermisanunmanned-aircraftvehiclesystem(UAVS)remotelypilotedaerialvehicle(RPAV),remotelypilotedaircraftsystem(RPAS).Manysimilartermsareinuse.Part2—Terminology根据2005-2030年无人飞机系统规划图，美国国防部和美国联邦航空管理局于2005年采用了“无人飞机系统”这个术语。国际民航组织和英国民航当局也采用了这一术语，并用在欧盟的单欧天空空管局研究机构的2020路线图。这一术语强调了除飞机外其它元素的重要性。它包括如地面控制站、数据链和其它支持设备等元素。一个相似的术语是无人飞机系统、远程操控的飞行载具、远程操控飞机系统。许多相似的术语都在使用。AUAVisdefinedasa"powered,aerialvehiclethatdoesnotcarryahumanoperator,usesaerodynamicforcestoprovidevehiclelift,canflyautonomouslyorbepilotedremotely,canbeexpendableorrecoverable,andcancarryalethalornonlethalpayload".Therefore,missilesarenotconsideredUAVsbecausethevehicleitselfisaweaponthatisnotreused,thoughitisalsounmannedandinsomecasesremotelyguided.

Part2—Terminology无人机被定义为一个“动力飞行器,不携带驾驶员,使用空气动力来提供升力,能够自主飞行,或者是是远程操控,可以一次性使用或可回收,并能携带致命或非杀伤性负载”。因此,导弹不是无人机,因为导弹本身是一个不重复使用的武器,尽管同样是无人并且某些情况下也是远程操控。TherelationofUAVstoremotecontrolledmodelaircraftisunclear.UAVsmayormaynotincludemodelaircraft.Somejurisdictionsbasetheirdefinitiononsizeorweight,however,theUSFederalAviationAdministrationdefinesanyunmannedflyingcraftasaUAVregardlessofsize.Aradio-controlledaircraftbecomesadronewiththeadditionofanautopilotartificialintelligence(AI),andceasestobeadronewhentheAIisremoved.

Part2—Terminology无人机遥控模型飞机的关系尚不清楚。无人机可能会或可能不会包括飞机模型。一些裁定机构根据尺寸或重量来进行裁判,不过,美国联邦航空管理局定义任何无人驾驶飞行器作为无人机而不论大小。无线遥控飞机变成了无人驾驶飞机的自动驾驶仪人工智能(AI),而不再是无人驾驶飞机当AI移除。In1849Austriasentunmanned,bomb-filled[bɒm]balloonstoattackVenice.UAVinnovations[ɪnə'veɪʃnz]startedintheearly1900sandoriginallyfocusedonprovidingpracticetargetsfortrainingmilitarypersonnel.UAVdevelopmentcontinuedduringWorldWarI,whentheDayton-WrightAirplaneCompanyinventedapilotlessaerialtorpedothatwouldexplodeatapresettime.Part3—HistoryTheearliestattemptatapoweredUAVwasA.M.Low's"AerialTarget"in1916.NikolaTesladescribedafleetofunmannedaerialcombatvehiclesin1915.AdvancesfollowedduringandafterWorldWarI,includingtheHewitt-SperryAutomaticAirplane.Thefirstscaledremotepilotedvehiclewasdevelopedbyfilmstarandmodel-airplaneenthusiastReginaldDennyin1935.MoreemergedduringWorldWarII–usedbothtotrainantiaircraftgunnersandtoflyattackmissions.

Part3—

HistoryNaziGermanyproducedandusedvariousUAVaircraftduringthewar.JetenginesenteredserviceafterWorldWarIIinvehiclessuchastheAustralianGAFJindivik,andTeledyneRyanFirebeeIof1951,whilecompanieslikeBeechcraftofferedtheirModel1001fortheU.S.Navyin1955.Nevertheless,theywerelittlemorethanremote-controlledairplanesuntiltheVietnamWar.

Part3—

History在1916年，A.M.Low在一架有动力装置的无人机上进行了最早的尝试，并命名为“空中目标”。在1915年，NikolaTesla就对一无人战斗机群进行了描述。在接下来的一战及战后，无人机继续发展，其中就包括Hewitt-Sperry的自动飞机。在1935年，影星及航模狂热爱好者ReginaldDenny开发出了第一架有比例的远程操控载具。在二战期间出现了更多的无人机，用来防空炮手的训练和攻击武器的投掷。在战争期间，纳粹德国生产并使用了许多不同的无人机。二战后，喷气式引擎在飞机上得到应用，例如澳大利亚的GAFJindivik和1951年的TeledyneRyanFirebeeI,而1955年像Beechcraft的公司给美国海军提供了他们的模型1001。不过，他们和远程控制的飞机差不多，直到越战时才有所改变。In1959,theU.S.AirForce,concernedaboutlosingpilotsoverhostileterritory,beganplanningfortheuseofunmannedaircraft.PlanningintensifiedaftertheSovietUnionshotdownaU-2in1960.Withindays,ahighlyclassifiedUAVprogramstartedunderthecodenameof"RedWagon".TheAugust1964clashintheTonkinGulfbetweennavalunitsoftheU.S.andNorthVietnameseNavyinitiatedAmerica'shighlyclassifiedUAVs(RyanModel147,RyanAQM-91Firefly,LockheedD-21)intotheirfirstcombatmissionsoftheVietnamWar.WhentheChinesegovernmentshowedphotographsofdownedU.S.UAVsviaWideWorldPhotos,theofficialU.S.responsewas"nocomment"

Part3—

History在1959年，考虑到在敌方领土上失踪的飞行员，美国空军开始计划使用无人机。并且在苏联1960年打下来一架U-2侦察机后，计划也增强了。就在几天内，一个高度机密的无人机项目在代号为“红色囚车”下展开。1964年8月北越海军和美国海军在TonkinGulf(北部湾)产生了冲突，这让美国使用了高度机密的无人机(RyanModel147,RyanAQM-91Firefly,LockheedD-21)作为他们在越南的第一个战斗任务。当中国政府通过WideWorldPhotos展示了击落的美国无人机照片，美国官方对此不做评论。Part3—

HistoryThe

WarofAttrition

(1967–1970)featuredtheintroductionofUAVswith

reconnaissance

camerasintocombatintheMiddleEast.

Inthe1973

YomKippurWar

Israel

useddronesasdecoystospuropposingforcesintowastingexpensiveanti-aircraftmissiles.在1973年的赎罪日战争(也叫斋月战争，指1973年10月6日埃及，叙利亚和巴勒斯坦游击队反击以色列的第四次中东战争)中，以色列使用无人机作为诱饵来诱使反对派力量消耗昂贵的防空导弹。Part3—

HistoryIn1973theU.S.militaryofficiallyconfirmedthattheyhadbeenusingUAVsinSoutheastAsia(Vietnam).Over5,000U.S.airmenhadbeenkilledandover1,000morewere

missing

or

captured.TheUSAF

100thStrategicReconnaissanceWing

flewabout3,435UAVmissionsduringthewar

atacostofabout554UAVslosttoallcauses.在1973年，美国军队正式承认他们曾经在东南亚使用过无人机。在越战期间，美国空军第100个战略侦察联队大概执行了3435次无人机飞行任务，损失了大概554架无人机。用空军系统司令部司令官布朗上将说，总司令陈述。Part3—

HistoryInthewordsofUSAF

General

GeorgeS.Brown,Commander,

AirForceSystemsCommand,in1972,"Theonlyreasonweneed(UAVs)isthatwedon'twanttoneedlesslyexpendthemaninthecockpit."

Laterthatyear,General

JohnC.Meyer,CommanderinChief,

StrategicAirCommand,stated,"weletthedronedothehigh-riskflying

...thelossrateishigh,butwearewillingtoriskmoreofthem

...theysavelives!"

Part3—

HistoryDuringthe1973

YomKippurWar,Soviet-supplied

surface-to-airmissile

batteries['bætərɪz]in

Egypt

and

Syria

causedheavydamagetoIsraeli

fighterjets.Asaresult,IsraeldevelopedthefirstUAVwithreal-timesurveillance.TheimagesandradardecoysprovidedbytheseUAVshelpedIsraelto

completelyneutralize

theSyrian

airdefenses

atthestartofthe

1982LebanonWar,resultinginnopilotsdowned.Part3—

HistoryThefirsttimeUAVswereusedasproof-of-conceptofsuper-agilitypost-stallcontrolledflightincombat-flightsimulationsinvolvedtailless,stealthtechnology-based,three-dimensionalthrustvectoringflightcontrol,jet-steeringUAVsinIsraelin1987.

在1973年的赎罪日战争中，苏联提供的地空导弹炮台(排炮)在埃及和叙利亚给以色列战斗机造成了巨大的损失。结果，以色列开发出了他们第一架实时监控的无人机。在1982年黎巴嫩战争的一开始，由这些无人机提供的图像和雷达诱饵帮助以色列使叙利亚防空力量完全无效，由此，再没有飞行员被击落。在1987年，以色列第一次将无人机用作超敏捷过失速飞行控制的概念验证型是在战斗飞行模拟中，其涉及到无尾、隐身技术、三维推力矢量飞行控制及喷气操纵。Part3—

HistoryWiththematuringandminiaturizationofapplicabletechnologiesinthe1980sand1990s,interestinUAVsgrewwithinthehigherechelonsoftheU.S.military.Inthe1990s,theU.S.DoDgaveacontractto

AAICorporation

alongwithIsraelicompanyMalat.TheU.S.NavyboughttheAAIPioneerUAVthatAAIandMalatdevelopedjointly.ManyoftheseUAVssawserviceinthe

1991GulfWar.

Part3—

HistoryUAVsdemonstratedthepossibilityofcheaper,morecapablefightingmachines,deployablewithoutrisktoaircrews.Initialgenerationsprimarily[praɪˈmerəli]involved

surveillanceaircraft,but

somecarriedarmaments,suchasthe

GeneralAtomicsMQ-1Predator[ˈpredətə(r)],thatlaunched

AGM-114Hellfire

air-to-groundmissiles.Part3—

History随着20世纪80至90年代应用技术的成熟与小型化，美国军方更高阶层对于无人机的兴趣不断增长。在20世纪90年代，美国国防部与AAI公司和以色列Malat公司签订了合同。美国海军购买了AAI和Malat公司联合开发的AAIPioneer无人机。这些无人机中的许多无人机在1991年的海湾战争中服务过。因为这为他们提供了成本低廉、极富任务灵活性的战斗机器，使用这样的战斗机器就没有导致飞行人员伤亡的风险。最初的一代主要以侦察机为主，但是有一些携带武器，比如,诸如通用原子航空系统公司的MQ-1掠食者，能够发射AGM-114地狱火空对地导弹。Part3—

HistoryBESTREGARDSTOALLOFYOU!THANKS!EnglishforUnmannedaerialvehicle无人机专业英语第一部分第二部分介绍无人机的组成介绍无人机的分类Unit

1:Unmannedaerialvehicle——ClassificationandUAVcomponentsaerial[ˈeəriəl]vehicle[ˈvi:hɪkl]intermittently[ˌɪntə'mɪtəntlɪ]Originate[əˈrɪdʒəˌnet]surveillance[sɜ:ˈveɪləns]coin[kɔɪn]piloted ['paɪlətɪd]lethal [ˈli:θl]jurisdiction[ˌdʒʊrɪsˈdɪkʃn]torpedo [tɔ:ˈpi:dəʊ]WordsReview空气的;航空的，空中的;车辆;交通工具;间歇地;断断续续;产生;起源于，来自;管制，监视;杜撰;创造;先导控制的，有人驾驶的;能致命的;破坏性的;有害的;管辖权;管辖范围;鱼雷;

enthusiast[ɪnˈθju:ziæst]territory[ˈterətri]attrition[əˈtrɪʃn]reconnaissance[rɪˈkɒnɪsns]neutralize[ˈnju:trəlaɪz]agility [ə'dʒɪlətɪ]stealth [stelθ]echelon [ˈeʃəlɒn]resemblance[rɪˈzembləns]WordsReview狂热者;热情者领地;领土，版图;领域消耗;摩擦;消磨;

勘查;侦察或观测中和;使中立化;使无效;

敏捷;灵活;活泼;

秘密行动;鬼祟;隐形等级，阶层相似，形似prevalent[ˈprevələnt]流行的，盛行的;普遍存在的gunnery [ˈgʌnəri]射击;炮术;logistics[ləˈdʒɪstɪks]物流;后勤;逻辑学;designate[ˈdezɪgneɪt]指派;指明，指出;表明，意味着;categorise['kætəgəraɪz]把…归类，把…列作;recognizably[ˌrekəɡ'naɪzəblɪ]可被认识地，可辨别地;counterparts['kaʊntəpɑ:ts]与对方地位相当的人，与另一方作用相当的物miniaturization[ˌmɪnətʃəraɪ'zeɪʃn]小型化;缩形技术;conventional[kənˈvenʃənl]传统的;习用的，平常的;依照惯例的;NewWordsproprioceptive[prəʊprɪəʊ'septɪv]本体感受的;gyroscopes[d'ʒaɪrəskəʊps]陀螺仪，回转仪accelerometer[əkˌseləˈrɒmɪtə(r)]加速计perch[pɜ:tʃ]（鸟）飞落，暂栖，停留;telemetry[təˈlɛmɪtri]遥测;遥感勘测，自动测量记录传导;duplex[ˈdju:pleks]有两部分的;cellular[ˈseljələ(r)]细胞的;蜂窝状;由细胞组成的;多孔的Exteroceptive[ˌekstərə'septɪv]感受外界刺激的（如视觉与听觉）的;WordsUAVstypicallyfallintooneofsixfunctionalcategories(althoughmulti-roleairframeplatformsarebecomingmoreprevalent):尽管多角色机身平台正在变得更加普遍和流行。Targetanddecoy–providinggroundandaerialgunneryatargetthatsimulatesanenemyaircraftormissile靶机和诱饵——提供地面和空中火炮设计目标，来模拟敌机或导弹Reconnaissance–providingbattlefieldintelligence侦察——提供战场情报Combat–providingattackcapabilityforhigh-riskmissions作战——为高风险的任务提供攻击力Part1ClassificationLogistics–deliveringcargo物流——运送货物Researchanddevelopment–improveUAVtechnologies研究与开发——提高无人机技术CivilandcommercialUAVs–agriculture,aerialphotography,datacollection。民用和商用无人机——农业，航空摄影，数据收集The

U.S.MilitaryUAVtiersystem

isusedbymilitaryplannerstodesignatethevariousindividualaircraftelementsinanoverallusageplan.美国军用无人机一级系统被军事规划者用来指出总体使用计划的不同个人飞行器元素。Part1ClassificationVehiclescanbecategorisedintermsofrange/altitude.Thefollowinghasbeenadvanced

asrelevantatindustryeventssuchas

ParcAberporth

UnmannedSystemsforum:无人机可以依据范围/航程来进行分类。下面分类和工业事件相关，比如ParcAberporth无人机系统论坛。Part1ClassificationHand-held2,000

ft(600

m)altitude,about2

kmrangeClose5,000

ft(1,500

m)altitude,upto10

kmrange

NATOtype10,000

ft(3,000

m)altitude,upto50

kmrange

Tactical18,000

ft(5,500

m)altitude,about160

kmrangeMALE(mediumaltitude,longendurance)

upto30,000

ft(9,000

m)andrangeover200

km

High-AltitudeLongEndurance

(highaltitude,longendurance–HALE)over30,000

ft(9,100

m)andindefiniterangeHypersonichigh-speed,supersonic(Mach1–5)orhypersonic(Mach5+)50,000

ft(15,200

m)orsuborbitalaltitude,rangeover200

kmPart1ClassificationMannedandunmannedaircraftofthesametypegenerallyhaverecognizablysimilarphysicalcomponents.Themainexceptionsarethe

cockpit

and

environmentalcontrolsystem

or

lifesupportsystems.SomeUAVscarrypayloads(suchasacamera)thatweighconsiderablylessthananadulthuman,andasaresultcanbeconsiderablysmaller.Thoughtheycarryheavypayloads,weaponizedmilitarydronesarelighterthantheirmannedcounterpartswithcomparable[ˈkɒmpərəbl]armaments.Part2—UAVcomponents同类型的有人和无人航空器一般有明显相似的物理组件。主要的例外是驾驶舱和环控系统或者生命保障系统。有一些无人机还携带重量明显少于一个成人的负载，结果是无人机明显更小。尽管他们携带重负载，武器化的军用无人机比他们载有同重的武器装备有人机要轻。SmallcivilianUAVshaveno

life-criticalsystems,andcanthusbebuiltoutoflighterbutlesssturdymaterialsandshapes,andcanuselessrobustly[rəʊ'bʌstlɪ]testedelectroniccontrolsystems.ForsmallUAVs,the

quadcopter

designhasbecomepopular,thoughthislayoutisrarelyusedformannedaircraft.Miniaturizationmeansthatless-powerfulpropulsion[prəˈpʌlʃn]technologiescanbeusedthatarenotfeasible(可行的;可用的;可实行的;)formannedaircraft,suchassmallelectricmotorsandbatteries.Part2—UAVcomponentsControlsystemsforUAVsareoftendifferentthanmannedcraft.Forremotehumancontrol,acameraandvideolinkalmostalwaysreplacethecockpitwindows;radio-transmitteddigitalcommandsreplacephysicalcockpitcontrols.Autopilotsoftwareisusedonbothmannedandunmannedaircraft,withvaryingfeaturesets.Part2—UAVcomponentsBody

Theprimarydifferenceforplanesistheabsenceofthecockpitareaanditswindows.TaillessQuadcoptersareacommonformfactorforrotarywingUAVswhiletailedmono-andbi-coptersarecommonformannedplatforms.无人飞机和有人机的主要不同点是没有驾驶舱区域和风挡玻璃，对旋翼无人机来说，无尾翼四旋翼无人机是一种常见形式；而对于有人机平台常见形式是尾翼的单旋翼直升机和双旋翼直升机。Part2—UAVcomponentsPowersupplyandplatform

SmallUAVsmostlyuse

lithium-polymer[ˈlɪθiəmˈpɒlɪmə(r)]batteries

(Li-Po),whilelargervehiclesrelyonconventionalairplaneengines.小型无人机主要地使用锂聚合物电池，而更大些的无人机则依靠传统的飞机发动机。Batteryeliminationcircuitry

(BEC)isusedtocentralizepowerdistributionandoftenharborsa

microcontrollerunit

(MCU).CostlierswitchingBECsdiminish[（使）减少，缩小]heatingontheplatform.免电池电路用来集中进行电源分配，并且经常带有一块MCU。更贵一点的开关式BECs能减少平台的热量。Part2—UAVcomponentsComputing

UAVcomputingcapabilityfollowedtheadvancesofcomputingtechnology,beginningwithanalogcontrolsandevolvingintomicrocontrollers,then

system-on-a-chip(SOC)and

single-boardcomputers

(SBC).无人机计算能力跟随者计算技术的发展，其始于模拟控制，并且发展成微控制器(单片机)，然后是片上系统和单板机SystemhardwareforsmallUAVsisoftencalledtheFlightController(FC),FlightControllerBoard(FCB)orAutopilot.小型无人机的系统硬件通常称作飞行控制器、飞行控制板或者自动驾驶。Part2—UAVcomponentsSensorsPositionandmovementsensorsgiveinformationabouttheaircraftstate.Exteroceptivesensorsdealwithexternalinformationlikedistancemeasurements,whileexproprioceptiveonescorrelateinternalandexternalstates.位置和运动传感器能够提供飞行器状态的信息，外感传感器处理像距离测量的外部信息，而超本体感受传感器则使内部和外部状态相互关联。Non-cooperativesensorsareabletodetecttargetsautonomouslysotheyareusedforseparationassuranceandcollisionavoidance.非合作式传感器能够自动探测到目标以致他们被用来确保目标的区分和防撞。Part2—UAVcomponentsDegreesoffreedom(DOF)refertoboththeamountandqualityofsensorson-board:6DOFimplies3-axisgyroscopesandaccelerometers(atypical

inertialmeasurementunit

–IMU),9DOFreferstoanIMUplusacompass,10DOFaddsabarometerand11DOFusuallyaddsaGPSreceiver.自由度兼指飞机上传感器的数量和质量：6自由度是指3轴陀螺仪和加速度计(一典型的惯性测量单元)，9自由度指一IMU加一罗盘，10自由度则添加了一气压高度计，11自由度通常添加了一GPS接收机。Part2—UAVcomponentsActuators

UAV

actuators

include

digitalelectronicspeedcontrollers

(whichcontrolthe

RPM

ofthemotors)linkedtomotors/engines

and

propellers,

servomotors

(forplanesandhelicoptersmostly),weapons,payloadactuators,LEDsandspeakers.无人机执行器包括连接引擎和螺旋桨的数字电子速度控制器(控制电机的转速)、伺服电机、武器、负载驱动器、LEDs和扬声器。Part2—UAVcomponentsSoftware

UAVsoftwarecalledtheflightstackorautopilot.UAVsare

real-time

systemsthatrequirerapidresponsetochangingsensordata.Examplesinclude

RaspberryPis,

Beagleboards,etc.shieldedwith(盾)

NavIO,

PXFMini,etc.ordesignedfromscratchsuchasNuttx,preemptive-RTLinux,

Xenomai,

Orocos-RobotOperatingSystem

or

DDS-ROS2.0.无人机软件称作飞行堆栈或者自动驾驶。无人机是能根据变化的传感器数据进行快速响应的实时系统。例如等。Part2—UAVcomponentsLoopprinciplesUAVsemployopen-loop,closed-looporhybridcontrolarchitectures.

Openloop—Thistypeprovidesapositivecontrolsignal(faster,slower,left,right,up,down)withoutincorporatingfeedbackfromsensordata.无人机使用开环、闭环或者混合控制架构。开环——这种形式提供一种正向的控制信号，而没有反馈的传感器数据。Closedloops

–Thistypeincorporatessensorfeedbacktoadjustbehavior.The

PIDcontroller

iscommon.Sometimes,

feedforward

isemployed,transferringtheneedtoclosetheloopfurther.闭环——这种形式结合了反馈的传感器信息来调整系统的行为.PID控制器是最常见的。有时，也使用前馈，即将控制需求引入系统进一步提高控制精度。Part2—UAVcomponentsFlightcontrolsFlightcontrolisoneofthelower-layersystemandissimilartomannedaviation:

planeflightdynamics,

control

andautomation,

helicopterflightdynamics

and

controls

and

multirotorflightdynamics

wereresearchedlongbeforetheriseofUAVs.飞行控制是较低层级系统之一，并且和有人驾驶飞机很相似：飞机飞行动力学，控制和自动化，直升机飞行力学和控制，并且多旋翼飞行动力学在无人机兴起之前以及进行了很长的研究。Automaticflightinvolvesmultiplelevelsofpriority.自动飞行涉及多优先级。Part2—UAVcomponentsUAVscanbeprogrammedtoperformaggressivemanœuvresorlanding/perchingoninclinedsurfaces,

andthentoclimbtowardbettercommunicationspots.SomeUAVscancontrolflightwithvaryingflightmodelisation,

suchasVTOLdesigns.UAVscanalsoimplementperchingonaflatverticalsurface.通过对无人机编程可以使其执行机动飞行或者降落在倾斜的表面上，然后飞向更好的通信地点。一些无人机实现飞行控制经过了不同飞行模拟，比如垂直起降设计。无人机同样可以降落在一块垂直平地上。Part2—UAVcomponentsCommunicationsMostUAVsusea

radiofrequencyfront-end

thatconnectsthe

antenna

tothe

analog-to-digitalconverter

andaflightcomputerthatcontrols

avionics

(andthatmaybecapableofautonomousorsemi-autonomousoperation).大多数无人机使用无线电频率前端来将天线和模数转换器连接，并且飞行计算机控制航空电子设备的运行。Radioallowsremotecontroland

exchangeofvideoandotherdata.EarlyUAVs

hadonlyuplink.Downlinks(e.g.,realtimevideo)camelater.Part2—UAVcomponentsInmilitarysystemsandhigh-enddomestic[dəˈmestɪk]applications,downlinkmayconveypayloadmanagementstatus.Incivilianapplications,mosttransmissionsarecommandsfromoperatortovehicle.Downstreamismainlyvideo.

Telemetry

isanotherkindofdownstreamlink,transmittingstatusabouttheaircraftsystemstotheremoteoperator.UAVsusealso

satellite

"uplink"toaccess

satellitenavigation

systems.Part2—UAVcomponents通过无线电可以远程控制无人机，并且能传递视频和其他数据。在军事系统和高端民用系统中，下行可以传递载荷管理状态。在民用方面，大多数的传送都是从操作者到飞机的控制指令。下行传输的主要是视频。遥测是另一种下行数据链，将飞机系统状态传送给远程操纵者。无人机也使用卫星上行链路来获取卫星导航系统的数据。Theradiosignalfromtheoperatorsidecanbeissuedfromeither:来自操作者这一边的无线电信号可以从下列某方发出：Groundcontrol–ahumanoperating,a

radiotransmitter/receiver,asmartphone,atablet,acomputer,ortheoriginalmeaningofa

militarygroundcontrolstation(GCS).Recentlycontrolfrom

wearabledevices,

humanmovementrecognition,

humanbrainwaves

wasalsodemonstrated.地面控制——操纵一无线电发/收的操纵者，一部智能手机，一平板电脑，一台计算机，或者一军事地面控制站的原始含义。现今可以通过可穿戴设备、人类运动识别和人脑电波对无人机进行控制。Part2—UAVcomponentsRemotenetworksystem,suchassatelliteduplexdatalinksforsome

militarypowers.

Downstreamdigitalvideoovermobilenetworkshasalsoenteredconsumermarkets,

whiledirectUAVcontroluplinkoverthecelullarmeshisunderresearched.远程网络系统，例如用于军事通信的卫星双工数据链。通过移动网络下行传输的数字视频同样也进入消费者市场，而通过单元网格进行直接UAV控制的上行传输正在研究当中。Anotheraircraft,servingasarelayormobilecontrolstation–militarymanned-unmannedteaming(MUM-T).另一架航空器，作为中继或者移动控制站。Part2—UAVcomponentsBESTREGARDSTOALLOFYOU!THANKS!EnglishforUnmannedaerialvehicle无人机专业英语

prevalent[ˈprevələnt]gunnery [ˈgʌnəri]logistics[ləˈdʒɪstɪks]designate[ˈdezɪgneɪt]categorise['kætəgəraɪz]recognizably[ˌrekəɡ'naɪzəblɪ]counterparts['kaʊntəpɑ:ts]miniaturization[ˌmɪnətʃəraɪ'zeɪʃn]conventional[kənˈvenʃənl]WordsReview流行的，盛行的;普遍存在的射击;炮术;物流;后勤;逻辑学;指派;指明，指出;表明，意味着;把…归类，把…列作;可被认识地，可辨别地;与对方地位相当的人或物小型化;缩形技术;传统的;习用的，平常的;依照惯例的;

proprioceptive[prəʊprɪəʊ'septɪv]gyroscopes[d'ʒaɪrəskəʊps]accelerometer[əkˌseləˈrɒmɪtə(r)]perch[pɜ:tʃ]telemetry[təˈlɛmɪtri]duplex[ˈdju:pleks]cellular[ˈseljələ(r)]Exteroceptive[ˌekstərə'septɪv]WordsReview本体感受的;陀螺仪，回转仪加速计（鸟）飞落，暂栖，停留;遥测;遥感勘测;有两部分的;细胞的;蜂窝状;由细胞组成的;感受外界刺激的;第一部分第二部分介绍无人机的功能介绍无人机的自动控制Unit

1:Unmannedaerialvehicle——AutonomyandUAVFunctionsintermediate[ˌɪntəˈmi:diət]中间的，中级的;hierarchical[ˌhaɪəˈrɑ:kɪkl]分层的;按等级划分的chunk[tʃʌŋk]厚厚的一块;（某物）相当大的数量或部分trajectory[trəˈdʒektəri]轨道;轨线odometry['ɒdɒmɪtrɪ]测程法;photogrammetry[fəʊtə'græmətrɪ]照相测量法gimbal['dʒɪmbəl]万向节tunable['tju:nəbl]可调谐;可调的;swarm[swɔ:m]挤满;云集，涌往;成群地移动或出现counterterrorism['kaʊntəˌterərɪzəm]以恐怖反恐怖主义，报复性恐怖主义;NewWordswithstand[wɪðˈstænd]经受，承受，禁得起;munition[mju:'nɪʃn]军需品，军火augur[ˈɔ:gə(r)]预示，预兆，预言warfare [ˈwɔ:feə(r)]战争，战争状态;斗争，冲突;scenarios[sɪ'nɑ:ri:əʊz]情节;剧本;Exteroceptive[ˌekstərə'septɪv]感受外界刺激的（如视觉与听觉）的;airborne[ˈeəbɔ:n]空运的，飞机载的;航空的;空气所带的;WordsAutonomouscontrolbasicsICAOclassifiesunmannedaircraftaseitherremotelypilotedaircraftorfullyautonomous.ActualUAVsmayofferintermediatedegreesofautonomy.E.g.,avehiclethatisremotelypilotedinmostcontextsmayhaveanautonomousreturn-to-baseoperation.国际民航组织认为无人飞行器要么是远程控制的航空器，要么是全自动的。实际的无人机或许提供一半自动化度。例如，大多数远程操控的无人机一般有自动返回起飞点功能。Part1AutonomyAutonomouscontrolbasicsBasicautonomycomesfromproprioceptivesensors.Advancedautonomycallsforsituationalawareness,knowledgeabouttheenvironmentsurroundingtheaircraftfromexterioceptivesensors:sensorfusionintegratesinformationfrommultiplesensors.基本的自动控制需要来自内部传感器的信息。先进的自动控制则需要形势感知，来自外部传感器测量得到的无人机外部环境感知知识：传感器融合整合不同传感器的信息。Part1AutonomyBasicprinciples

Onewaytoachieveautonomouscontrolemploysmultiplecontrol-looplayers,asinhierarchicalcontrolsystems.Asof2016thelow-layerloops(i.e.forflightcontrol)tickasfastas32,000timespersecond,whilehigher-levelloopsmaycycleoncepersecond.Theprincipleistodecomposetheaircraft'sbehaviorintomanageable"chunks",orstates,withknowntransitions.Hierarchicalcontrolsystemtypesrangefromsimplescriptstofinitestatemachines,behaviortreesandhierarchicaltaskplanners.Part1Autonomy一种实现自动控制的方式是使用多闭环控制，比如高级控制系统中。低层控制环能在一秒钟运行32000次，而高级环一秒只能循环1次。准则就是将无人机行为分解成可管理的状态，也就是知道了传递函数。高级控制系统类型从简单的S函数到有限状态机、行为树和高级任务计划。BasicprinciplesThemostcommoncontrolmechanismusedintheselayersisthePIDcontrollerwhichcanbeusedtoachievehover[ˈhɒvə(r)]foraquadcopterbyusingdatafromtheIMUtocalculatepreciseinputsfortheelectronicspeedcontrollersandmotors.在这些层最常见的控制机制是PID控制，它能用来实现四旋翼无人机的悬停，是通过使用来自IMU的数据来计算电子调速器和电机的控制输入。Part1AutonomyExamplesofmid-layeralgorithms:

Pathplanning:determininganoptimalpathforvehicletofollowwhilemeetingmissionobjectivesandconstraints,suchasobstaclesorfuelrequirements.

路径规划：在满足任务目标或者条件限制时(如障碍物或者燃料需求)，决定一条最优路径。

Trajectorygeneration(motionplanning):determiningcontrolmaneuverstotakeinordertofollowagivenpathortogofromonelocationtoanother.轨迹生成：为了跟随给定路径或者从一个位置到另一位置而确定的机动控制。

Part1AutonomyExamplesofmid-layeralgorithms:Trajectoryregulatio