2025年大学《无人驾驶航空器系统工程-无人机通信与数据链路》考试备考试题及答案解析

2025年大学《无人驾驶航空器系统工程-无人机通信与数据链路》考试备考试题及答案解析单位所属部门：________姓名：________考场号：________考生号：________一、选择题1.无人机通信系统的主要功能不包括（）A.数据传输B.定位导航C.遥控指令D.音频播放答案：D解析：无人机通信系统主要用于实现无人机与地面站或其他无人机之间的数据传输、远程控制指令的发送与接收，以及定位导航信息的交互。音频播放不属于无人机通信系统的核心功能范畴。2.下列哪种通信方式适用于远距离无人机数据传输（）A.蓝牙B.Wi-FiC.卫星通信D.红外通信答案：C解析：蓝牙和Wi-Fi主要用于短距离通信，红外通信受障碍物影响较大且传输距离有限。卫星通信能够实现远距离甚至全球范围内的数据传输，最适合远距离无人机应用。3.无人机数据链路的主要性能指标不包括（）A.带宽B.传输距离C.抗干扰能力D.电池容量答案：D解析：带宽、传输距离和抗干扰能力是衡量无人机数据链路性能的关键指标。电池容量属于无人机能源系统参数，与数据链路性能无直接关系。4.哪种通信协议主要用于无人机集群的协同控制（）A.TCP/IPB.MQTTC.HTTPD.FTP答案：B解析：MQTT是一种轻量级发布/订阅消息传输协议，适合无人机集群的分布式协同控制。TCP/IP、HTTP和FTP主要用于单点对单点的数据传输，不适合集群控制场景。5.无人机图传系统的主要技术指标不包括（）A.分辨率B.带宽C.延迟D.电池续航答案：D解析：分辨率、带宽和延迟是衡量图传系统性能的关键指标。电池续航属于无人机整体性能参数，与图传系统本身指标无直接关系。6.下列哪种通信方式抗干扰能力最强（）A.模拟通信B.数字通信C.调频通信D.调幅通信答案：B解析：数字通信系统通过编码和调制技术，具有更强的抗干扰能力，能够有效抵抗噪声和干扰。模拟通信、调频和调幅通信的抗干扰能力相对较弱。7.无人机数据链路的误码率主要受哪种因素影响最大（）A.天气条件B.频率选择C.天线增益D.传输距离答案：A解析：恶劣天气条件（如雨、雪、雾）会显著增加数据链路的误码率。频率选择、天线增益和传输距离虽然也会影响误码率，但天气因素的影响最为直接和显著。8.哪种通信方式适用于复杂电磁环境下的无人机通信（）A.VHFB.UHFC.SHFD.LF答案：C解析：SHF（超高频）频段具有较好的抗干扰性能和较小的地面波传播衰减，特别适用于复杂电磁环境下的无人机通信。VHF和UHF易受干扰，LF穿透能力强但带宽有限。9.无人机数据链路的安全防护措施不包括（）A.加密B.认证C.信号放大D.身份验证答案：C解析：加密、认证和身份验证是无人机数据链路安全防护的主要技术手段。信号放大属于物理层增强措施，与安全防护无直接关系。10.哪种通信方式适合低空小范围无人机应用（）A.卫星通信B.蜂窝移动通信C.蓝牙D.无线电答案：C解析：蓝牙适用于低功耗、短距离的小范围无人机应用。卫星通信、蜂窝移动通信和无线电虽然也可以用于低空无人机，但蓝牙在特定场景下更具优势。11.无人机通信系统中，用于实现多机互联和资源共享的设备是（）A.天线B.调制解调器C.网关D.接收机答案：C解析：网关是无人机通信系统中的关键设备，用于连接不同类型的网络或系统，实现多无人机之间的互联、数据共享和协同控制。天线、调制解调器和接收机主要负责信号的收发和转换，不具备网关的互联功能。12.下列哪种通信方式属于视距通信（）A.卫星通信B.蜂窝移动通信C.无线电D.蓝牙答案：D解析：蓝牙通信需要在信号传输路径上保持直视或视线良好，属于视距通信。卫星通信、蜂窝移动通信和无线电则可以非视距传输。13.无人机数据链路的带宽主要取决于（）A.天线高度B.传输距离C.编码方式D.电池容量答案：C解析：数据链路的带宽是指单位时间内可以传输的数据量，主要取决于所采用的编码方式、调制技术和信道资源。天线高度、传输距离和电池容量对带宽没有直接影响。14.无人机集群通信中，哪种拓扑结构适合大规模、动态变化的网络环境（）A.星型拓扑B.总线型拓扑C.网状拓扑D.树型拓扑答案：C解析：网状拓扑结构中每个节点都与其他多个节点直接相连，具有高冗余度和灵活性，特别适合大规模、动态变化的无人机集群通信环境。星型、总线型和树型拓扑的灵活性和冗余度相对较低。15.无人机图传系统的主要应用场景不包括（）A.航拍B.紧急救援C.电网巡检D.电视直播答案：D解析：无人机图传系统广泛应用于航拍、紧急救援、电网巡检等领域，能够实时传输高清视频图像。电视直播通常需要更高可靠性、更低延迟的专业级通信系统，一般不属于无人机图传系统的典型应用场景。16.无人机通信系统中，用于提高信号传输稳定性的技术是（）A.调频B.调幅C.正交频分复用D.移动均衡答案：C解析：正交频分复用（OFDM）技术将高速数据流分解成多个低速子载波并行传输，有效抵抗频率选择性衰落和多径干扰，提高信号传输稳定性。调频、调幅和移动均衡虽然也能改善传输性能，但OFDM在复杂无线环境下的优势更为突出。17.无人机数据链路的传输距离主要受哪种因素制约最大（）A.功率B.天线增益C.信道类型D.编码效率答案：B解析：天线增益直接决定了信号的辐射强度和覆盖范围，对传输距离的影响最为显著。功率、信道类型和编码效率虽然也会影响传输距离，但天线增益的作用最为关键。18.无人机集群通信中，哪种协议用于实现节点间的任务分配（）A.HTTPB.FTPC.CoAPD.DDS答案：D解析：数据分发服务（DDS）是一种支持大规模分布式系统实时数据通信的中间件技术，特别适用于无人机集群中的任务分配、状态同步等协同控制场景。HTTP、FTP和CoAP主要用于单点对单点的数据传输。19.无人机通信系统中，用于实现信号调制和解调的设备是（）A.天线B.接收机C.发射机D.调制解调器答案：D解析：调制解调器（Modem）是无人机通信系统中的核心设备，负责将数字信号转换为模拟信号进行调制传输，或将接收到的模拟信号解调还原为数字信号。天线、接收机和发射机分别负责信号的收发和放大。20.下列哪种通信方式适合复杂地形下的无人机通信（）A.VHFB.UHFC.SHFD.LF答案：C解析：SHF（超高频）信号具有较好的绕射能力，能够适应复杂地形下的无人机通信需求。VHF和UHF易受地形阻挡，LF穿透能力强但带宽有限。二、多选题1.无人机通信系统的主要性能指标包括哪些？（）A.数据传输速率B.传输距离C.抗干扰能力D.通信延迟E.电池续航答案：ABCD解析：无人机通信系统的性能指标主要包括数据传输速率、传输距离、抗干扰能力和通信延迟等，这些指标直接关系到通信系统的可靠性和效率。电池续航属于无人机平台的性能指标，与通信系统本身指标无直接关系。2.无人机数据链路的主要类型有哪些？（）A.模拟链路B.数字链路C.有线链路D.无线链路E.卫星链路答案：BD解析：无人机数据链路主要分为无线链路和有线链路两大类。无线链路包括各种无线通信技术，如射频、微波等。卫星链路属于无线链路的一种特殊形式，也具有广泛的应用。模拟链路和数字链路是按信号形式分类，并非链路的分类标准。3.无人机集群通信系统的特点有哪些？（）A.分布式结构B.自组织能力C.高可靠性D.单一节点故障E.协同控制答案：ABCE解析：无人机集群通信系统具有分布式结构、自组织能力、高可靠性和协同控制等特点，能够实现多架无人机的协同作业和信息共享。单一节点故障不属于其特点，反而是其优势所在，即系统具备一定的容错能力。4.影响无人机通信系统性能的主要因素有哪些？（）A.天线增益B.频率选择C.传输距离D.电磁环境E.电池容量答案：ABCD解析：天线增益、频率选择、传输距离和电磁环境都是影响无人机通信系统性能的关键因素。天线增益决定了信号覆盖范围，频率选择关系到抗干扰能力和带宽，传输距离影响信号衰减，电磁环境则直接影响通信质量。电池容量属于无人机平台的性能因素。5.无人机数据链路的安全防护措施有哪些？（）A.加密B.认证C.身份验证D.信号放大E.入侵检测答案：ABCE解析：无人机数据链路的安全防护措施主要包括加密、认证、身份验证和入侵检测等技术，用于保障数据传输的机密性、完整性和可用性。信号放大属于物理层增强措施，与安全防护无直接关系。6.无人机图传系统的应用场景有哪些？（）A.航拍B.紧急救援C.电网巡检D.电视直播E.军事侦察答案：ABCE解析：无人机图传系统广泛应用于航拍、紧急救援、电网巡检和军事侦察等领域，能够实时传输高清视频图像。电视直播虽然也需要实时视频传输，但通常要求更高的可靠性和专业级设备，一般不属于无人机图传系统的典型应用场景。7.无人机通信系统中，哪些设备属于核心通信设备？（）A.天线B.调制解调器C.网关D.接收机E.发射机答案：BCE解析：调制解调器、网关和发射机/接收机（通常组合为通信模块）是无人机通信系统中的核心通信设备。调制解调器负责信号转换，网关实现互联，发射机/接收机负责信号收发。天线虽然重要，但属于无源设备。8.无人机集群通信中，哪些拓扑结构具有高冗余度？（）A.星型拓扑B.总线型拓扑C.网状拓扑D.树型拓扑E.全连接拓扑答案：CE解析：网状拓扑和全连接拓扑具有高冗余度，即使部分节点或链路失效，通信链路仍能保持连通。星型拓扑的冗余度最低，总线型拓扑的冗余度有限，树型拓扑的冗余度介于两者之间。9.无人机通信系统中，哪些因素会影响信号传输稳定性？（）A.天气条件B.频率选择C.多径效应D.信号衰减E.编码效率答案：ACD解析：天气条件（如雨、雪、雾）、多径效应和信号衰减都会严重影响信号传输稳定性。频率选择影响抗干扰能力，编码效率影响传输速率，但与稳定性无直接关系。10.无人机集群通信中，哪些协议可能被用于实现协同控制？（）A.HTTPB.MQTTC.DDSD.CoAPE.FTP答案：BCD解析：DDS（数据分发服务）、MQTT（消息队列遥测传输）和CoAP（受限应用协议）都是支持分布式实时系统协同控制的应用层协议，特别适用于无人机集群。HTTP和FTP主要用于单点对单点的数据传输，不适合集群控制场景。11.无人机通信系统中，哪些因素会影响数据传输速率？（）A.信道带宽B.信号编码方式C.传输距离D.信号调制方式E.电池容量答案：ABD解析：数据传输速率主要受信道带宽、信号编码方式和信号调制方式的影响。带宽决定了最大传输能力，编码方式影响信息密度，调制方式影响信号传输效率。传输距离和电池容量虽然会影响通信的可行性和持续性，但不是直接影响传输速率的核心因素。12.无人机集群通信系统中，哪些技术可以实现节点间的信息共享？（）A.分布式路由协议B.中继转发C.数据广播D.集中式控制器E.自组织网络答案：ABCE解析：分布式路由协议、中继转发、数据广播和自组织网络技术都是实现无人机集群节点间信息共享的关键技术。分布式路由和自组织网络赋予节点自主决策能力，中继转发扩展了通信范围，数据广播可实现一对多的信息分发。集中式控制器虽然也能实现信息共享，但其单点故障问题限制了大规模集群应用。13.无人机数据链路的安全防护措施有哪些？（）A.加密B.认证C.身份验证D.信号放大E.入侵检测答案：ABCE解析：无人机数据链路的安全防护措施主要包括加密、认证、身份验证和入侵检测等技术，用于保障数据传输的机密性、完整性和可用性。信号放大属于物理层增强措施，与安全防护无直接关系。14.无人机图传系统的应用场景有哪些？（）A.航拍B.紧急救援C.电网巡检D.电视直播E.军事侦察答案：ABCE解析：无人机图传系统广泛应用于航拍、紧急救援、电网巡检和军事侦察等领域，能够实时传输高清视频图像。电视直播虽然也需要实时视频传输，但通常要求更高的可靠性和专业级设备，一般不属于无人机图传系统的典型应用场景。15.无人机通信系统中，哪些设备属于核心通信设备？（）A.天线B.调制解调器C.网关D.接收机E.发射机答案：BCE解析：调制解调器、网关和发射机/接收机（通常组合为通信模块）是无人机通信系统中的核心通信设备。调制解调器负责信号转换，网关实现互联，发射机/接收机负责信号收发。天线虽然重要，但属于无源设备。16.无人机集群通信中，哪些拓扑结构具有高冗余度？（）A.星型拓扑B.总线型拓扑C.网状拓扑D.树型拓扑E.全连接拓扑答案：CE解析：网状拓扑和全连接拓扑具有高冗余度，即使部分节点或链路失效，通信链路仍能保持连通。星型拓扑的冗余度最低，总线型拓扑的冗余度有限，树型拓扑的冗余度介于两者之间。17.影响无人机通信系统性能的主要因素有哪些？（）A.天线增益B.频率选择C.传输距离D.电磁环境E.电池容量答案：ABCD解析：天线增益、频率选择、传输距离和电磁环境都是影响无人机通信系统性能的关键因素。天线增益决定了信号覆盖范围，频率选择关系到抗干扰能力和带宽，传输距离影响信号衰减，电磁环境则直接影响通信质量。电池容量属于无人机平台的性能因素。18.无人机通信系统中，哪些因素会影响信号传输稳定性？（）A.天气条件B.频率选择C.多径效应D.信号衰减E.编码效率答案：ACD解析：天气条件（如雨、雪、雾）、多径效应和信号衰减都会严重影响信号传输稳定性。频率选择影响抗干扰能力，编码效率影响传输速率，但与稳定性无直接关系。19.无人机集群通信中，哪些协议可能被用于实现协同控制？（）A.HTTPB.MQTTC.DDSD.CoAPE.FTP答案：BCD解析：DDS（数据分发服务）、MQTT（消息队列遥测传输）和CoAP（受限应用协议）都是支持分布式实时系统协同控制的应用层协议，特别适用于无人机集群。HTTP和FTP主要用于单点对单点的数据传输，不适合集群控制场景。20.无人机通信系统中，哪些设备可能用于信号增强？（）A.天线B.放大器C.信号中继D.调制解调器E.网关答案：ABC解析：天线、放大器和信号中继都可以用于增强信号强度或扩展传输距离。天线负责信号收发，放大器提高信号功率，中继站转发信号。调制解调器和网关主要处理信号编码和网络连接功能，不属于信号增强设备。三、判断题1.无人机通信系统的主要功能是进行无人机与地面站或其他无人机之间的数据传输。（）答案：正确解析：无人机通信系统的核心功能是实现无人机之间以及无人机与地面控制站之间的数据传输，包括控制指令、传感器数据、视频图像等信息的交互，是无人机实现自主飞行和任务执行的基础保障。2.卫星通信可以实现全球范围内的无人机通信，但受天气影响较小。（）答案：错误解析：卫星通信确实可以实现全球覆盖的无人机通信，但其信号需要经过大气层传输，恶劣天气（如暴雨、浓雾）会对卫星信号产生衰减和干扰，影响通信质量和可靠性。虽然相比地面通信受地形限制较小，但天气影响依然存在。3.无人机集群通信系统中的所有节点都必须与中心控制器直接连接。（）答案：错误解析：现代无人机集群通信系统多采用分布式或混合式架构，鼓励使用网状或自组织网络拓扑，节点之间可以通过中继或其他节点进行信息转发，不一定需要所有节点都与中心控制器直接连接，以提高系统的鲁棒性和灵活性。4.无人机图传系统的传输距离主要取决于无人机的飞行高度。（）答案：错误解析：无人机图传系统的传输距离主要受天线增益、发射功率、信道频率、传输路径损耗等因素影响，飞行高度会影响信号传播的路径损耗，但并非唯一决定因素。低空飞行时，地面障碍物的影响可能更大。5.无人机通信系统中，数据链路的误码率越低越好，与传输速率无关。（）答案：错误解析：无人机通信系统中，数据链路的误码率越低通常代表传输质量越高，但追求极低的误码率往往会增加编码开销和处理复杂度，可能导致传输速率下降。因此，需要在误码率和传输速率之间进行权衡，根据具体应用需求选择合适的参数。6.无人机集群通信中，所有节点的通信模式必须完全一致。（）答案：错误解析：无人机集群通信系统为了实现灵活性和效率，可以根据任务需求分配不同的通信角色（如主从节点、网关节点），并允许不同节点采用不同的通信模式、协议或参数设置，以适应复杂的任务环境和协同策略。7.无线电通信是唯一适用于无人机短距离通信的方式。（）答案：错误解析：无人机短距离通信除了无线电通信（如Wi-Fi、蓝牙、射频）外，还可以采用有线通信方式，例如在起降阶段或特定作业场景下使用物理线缆连接。选择何种通信方式取决于应用场景、传输距离、数据速率、可靠性要求等因素。8.无人机通信系统中的天线增益越高，信号传输距离就越远。（）答案：正确解析：天线增益是指天线在特定方向上集中辐射或接收能量的能力。增益越高，表示能量越集中，向远距离传输信号的能力越强，可以有效抵消传输路径上的损耗，从而增大信号覆盖范围和传输距离。9.无人机集群通信系统的主要优势是成本极低。（）答案：错误解析：无人机集群通信系统由于涉及多架无人机、复杂的协同控制、高可靠性的网络架构以及相应的研发投入，其系统建设和维护成本通常较高。虽然其带来的高灵活性、高冗余度和强大的任务执行能力具有重要价值，但成本优势并非其显著特点。10.无人机通信系统中的调制解调器负责信号的放大和滤波。（）答案：错误解析：无人机通信系统中的调制解调器（Modem）主要功能是将数字信号与模拟载波进行调制以实现无线传输，或将接收到的已调信号解调还原为数字信号。信号的放大和滤波通常由发射机、接收机或专用放大器、滤波器等设备完成。调制解调器关注的是信号的形式转换和编码解码。四、简答题1.简述无人机通信系统的主要组成部分及其功能。答案：无人机通信系统主要由天线子系统、通信链路（包括发射机、接收机、调制解调器等）、网络层（负责路由、协议处理等）和应用层（负责数据处理和交互）组成。天线子系统负责无线信号的收发；通信链路是核心部分，用于实现信号的调制、解调、放大和滤波，确保信号的有效传输；网络层负责建立和维护通信网络，处理节点间的路由和数据交换，支持不同通信模式（如单跳、多跳、星型、网状等）；应用层则根据具体应用需求，处理和传输各种数据，如控制指令、传感器数据、视频图像等，并提供相应的用户接口。2.简述影响无人机数据链路传输距离的主要因素及其关系。答案：影响无人机数据链路传输距离的主要因素包括信号功率、天线增益、传输距离本身、频率选择、信道类型和损耗。信号功率越大、天线增益越高，信号在传输过程中的衰减就越小，传输距离就越远。频率选择也会影响传输距离，高频段通常带宽更大但衰减更快，低频段传播距离更远但带宽受限。信道类型（如视线、非视线）和损耗（如大气损耗、障碍物阻挡损耗）直接影响信号强度随距离增加而减弱的程度。这些因素相互关联，需要综合考虑并在设计中权衡，以实现所需的传输范围。3.简述无人机集群通信系统相较于单架无人机