2025年无人机操控技术理论考核试题(附答案)

2025年无人机操控技术理论考核试题(附答案)一、单项选择题（每题2分，共30分）1.按照2025年最新《无人驾驶航空器分类及适航管理规定》，下列哪类无人机需强制安装ADS-BOUT广播设备？A.微型无人机（空机重量≤0.25kg）B.轻型无人机（0.25kg＜空机重量≤4kg）C.小型无人机（4kg＜空机重量≤25kg）D.中型无人机（25kg＜空机重量≤150kg）答案：D（中型及以上无人机需强制安装ADS-BOUT，用于空管监视）2.多旋翼无人机悬停时，若某一电机转速异常升高，最可能的故障原因是？A.该电机对应的螺旋桨型号错误（桨叶角偏大）B.飞控IMU校准误差C.电池电压不均衡D.图传系统干扰答案：A（桨叶角偏大时，电机需提高转速以维持升力平衡）3.2025年新版《无人机飞行空域划设规范》中，“融合空域”指的是？A.仅允许无人机飞行的专用空域B.无人机与有人机共享的飞行空域C.海拔1000米以上的高空空域D.城市密集区50米以下的超低空空域答案：B（融合空域需通过U-space系统实现有人机与无人机的动态间隔管理）4.固定翼无人机采用“后三点式”起落架时，其地面滑行稳定性主要依赖？A.主轮间距B.尾轮的转向自由度C.机翼上反角D.水平尾翼的俯仰控制答案：B（后三点式起落架尾轮可自由转向，避免地面滑行时侧翻）5.下列哪种电池技术最可能成为2025年中大型无人机的主流动力源？A.锂聚合物电池（LiPo）B.磷酸铁锂电池（LiFePO4）C.氢燃料电池（PEMFC）D.镍氢电池（NiMH）答案：C（氢燃料电池能量密度高，适合长航时任务）6.无人机飞控系统中，“卡尔曼滤波”算法的主要作用是？A.优化电机调速信号B.融合多传感器数据（如IMU、GPS、视觉）C.生成任务航线规划D.执行避障决策答案：B（卡尔曼滤波用于消除传感器噪声，输出更准确的状态估计）7.执行夜间航拍任务时，无人机需额外满足的技术要求是？A.安装频闪灯（频率≥2Hz）B.提升图传信号抗干扰能力C.配备红外避障传感器D.以上均是答案：D（夜间飞行需视觉标识、图传可靠性及非可见光避障）8.当无人机飞行高度超过真高120米时，根据2025年法规，必须提前申请的是？A.空域使用许可B.驾驶员执照（视距外）C.无线电频率使用证D.以上均需申请答案：D（超120米属于超视距飞行，需空域许可、视距外执照及无线电频率审批）9.多旋翼无人机“桨效比”（升力/功率）最高的飞行状态是？A.垂直上升（5m/s）B.水平匀速飞行（15m/s）C.悬停D.急加速转弯答案：B（水平飞行时气流更稳定，桨叶迎角优化，桨效比高于悬停和垂直运动）10.无人机“动力冗余度”通常定义为？A.最大升力与总重量的比值B.电池容量与平均功耗的比值C.电机数量与必要动力需求的比值D.飞控备份系统数量答案：A（动力冗余度=最大升力/总重量，冗余度≥1.5为安全标准）11.下列哪种气象条件会导致无人机空气动力性能显著下降？A.温度35℃（高温）B.相对湿度80%（高湿）C.气压1000hPa（标准气压）D.风速12m/s（6级风）答案：A（高温导致空气密度降低，相同转速下升力减小）12.2025年新型“分布式电推进”固定翼无人机的优势不包括？A.提升短距起降能力B.降低噪声C.简化飞控算法D.增强故障容错性答案：C（多电机协同需更复杂的飞控算法）13.无人机“任务载荷比”是指？A.任务载荷重量与空机重量的比值B.任务载荷功耗与总功耗的比值C.任务载荷体积与机体体积的比值D.任务载荷精度与飞行高度的比值答案：A（任务载荷比=载荷重量/(空机重量+载荷重量)，衡量载重能力）14.当无人机出现“磁罗盘干扰”告警时，正确的处理措施是？A.立即手动关闭磁罗盘，依赖GPS导航B.降低飞行高度，远离金属物体C.原地悬停，重新校准磁罗盘D.加速返航，避免进一步干扰答案：B（磁罗盘干扰多由金属或电磁设备引起，需远离干扰源后重新校准）15.固定翼无人机“失速速度”与下列哪项无关？A.机翼面积B.飞行高度（空气密度）C.发动机推力D.机翼迎角答案：C（失速速度由升力公式决定，与推力无关）二、多项选择题（每题3分，共15分，少选、错选均不得分）1.2025年无人机“数字身份”需包含的信息有？A.无人机序列号B.注册所有者信息C.飞控软件版本号D.最近一次维修记录答案：AB（数字身份用于空域管理，包含唯一标识及所有者信息）2.多旋翼无人机“动力系统匹配”需考虑的参数有？A.电机KV值与螺旋桨尺寸的匹配B.电调电流容量与电机最大电流的匹配C.电池电压与电机额定电压的匹配D.飞控PWM输出频率与电调协议的匹配答案：ABCD（动力系统匹配需全参数协同）3.影响无人机“航迹规划精度”的因素包括？A.GPS定位误差（水平≤2m）B.飞控姿态控制精度（俯仰角误差≤0.5°）C.风速风向实时变化D.任务载荷（如相机）的振动补偿效果答案：ABC（航迹规划精度主要受导航与控制影响，载荷振动影响任务执行而非航迹）4.无人机“应急降落”触发条件包括？A.电池剩余电量低于15%（无返航余电）B.飞控硬件故障（如IMU数据异常）C.遥控器信号丢失超过10秒（无图传回链）D.地面站主动发送“紧急降落”指令答案：ABCD（低电量、硬件故障、信号中断、人工指令均触发应急降落）5.固定翼无人机“滑跑起飞”时，需调整的操作参数有？A.升降舵偏角（控制俯仰）B.副翼偏角（控制滚转）C.方向舵偏角（控制航向）D.油门开度（控制速度）答案：ABCD（滑跑阶段需同时控制俯仰、滚转、航向及速度）三、判断题（每题1分，共10分，正确填“√”，错误填“×”）1.微型无人机（空机重量≤0.25kg）在人口密集区飞行时，无需遵守任何法规限制。（）答案：×（微型无人机在人口密集区需保持真高≤50米，且不得靠近人群）2.多旋翼无人机“反扭矩平衡”通过对称安装的正反桨实现，与电机转向无关。（）答案：×（反扭矩平衡需电机转向相反（顺时针/逆时针）配合正反桨）3.无人机“最大续航时间”测试需在无风、标准大气条件下，以经济速度匀速飞行。（）答案：√（续航测试需标准环境以排除外界干扰）4.固定翼无人机“升阻比”越大，相同动力下续航时间越长。（）答案：√（升阻比高意味着单位升力的阻力小，能量消耗低）5.无人机“避障系统”的“最小安全距离”需根据飞行速度动态调整（速度越快，距离越大）。（）答案：√（高速飞行时需更早触发避障，避免碰撞）6.锂聚合物电池长期存放时，应充电至50%-60%容量，温度保持在15-25℃。（）答案：√（半电存放可延长电池寿命）7.无人机“视距内飞行”允许使用望远镜辅助观察，但不得依赖图传视频。（）答案：√（视距内飞行需肉眼直接观察，望远镜为辅助工具）8.多旋翼无人机“全向避障”系统需至少6个方向的传感器覆盖（前、后、左、右、上、下）。（）答案：√（全向避障需六向感知）9.固定翼无人机“着陆下滑”时，需保持恒定的下滑角（通常3°-5°），通过调整油门控制下降率。（）答案：√（下滑角由姿态决定，油门调整下降率）10.2025年“U-space系统”可实现无人机飞行计划自动审批、动态空域分配及冲突预警。（）答案：√（U-space是未来无人机空域管理的核心系统）四、简答题（每题8分，共32分）1.简述多旋翼无人机“动力系统”的组成及各部分功能。答案：多旋翼动力系统由电机、电调、螺旋桨、电池四部分组成。-电机：将电能转化为机械能，驱动螺旋桨旋转产生升力；-电调（电子调速器）：接收飞控PWM信号，调节电机转速；-螺旋桨：通过旋转产生下洗气流，提供升力与推力；-电池：提供电能，通常为锂聚合物电池（LiPo）或氢燃料电池，需匹配电机电压与容量需求。2.对比分析多旋翼无人机与固定翼无人机在“垂直起降”和“续航能力”上的差异及原因。答案：（1）垂直起降：多旋翼可垂直起降，依赖旋翼直接产生向上的升力；固定翼需滑跑或弹射起飞（常规布局），依赖机翼与气流相对运动产生升力，垂直起降固定翼需额外升力装置（如倾转旋翼）。（2）续航能力：固定翼续航更长（相同重量下），因固定翼升阻比高（机翼效率优于旋翼），平飞时仅需克服阻力，能量消耗低；多旋翼悬停时需持续消耗能量维持升力，续航受限于动力效率。3.说明无人机“飞控系统”在“手动模式”与“自动模式”下的控制逻辑差异，并列举两种典型自动模式。答案：（1）控制逻辑差异：手动模式下，飞控仅执行遥控器的直接指令（如油门、俯仰、滚转），不介入自主导航；自动模式下，飞控根据预设航线（或实时规划）自主计算姿态与油门指令，遥控器仅作为紧急干预手段。（2）典型自动模式：-航点飞行（Waypoint）：按预设坐标点依次飞行，自动调整速度与高度；-跟随模式（FollowMe）：通过GPS或视觉识别跟踪目标，保持相对位置。4.阐述无人机“电磁干扰”的主要来源及预防措施。答案：（1）主要来源：-外部干扰：高压输电线、雷达站、通信基站（如5G基站）的电磁辐射；-内部干扰：电机电调的高频噪声、图传与遥控信号的同频竞争。（2）预防措施：-频率规划：使用ISM频段（如2.4GHz、5.8GHz）并避开常用通信频率；-硬件屏蔽：为飞控、接收机加装金属屏蔽罩，电机电调使用屏蔽线；-软件抗干扰：采用跳频通信（FHSS）、纠错编码（如LDPC）提升信号可靠性；-环境监测：飞行前使用频谱分析仪检测目标空域电磁环境，避开强干扰区域。五、综合分析题（共13分）场景：某测绘团队使用中型多旋翼无人机（空机重量15kg，最大起飞重量25kg，配备双冗余飞控、激光雷达避障、4G图传）在山区执行1:1000地形图测绘任务。飞行至第3个架次时，出现以下异常：①电池剩余电量显示30%（正常需25%返航）；②图传画面出现“花屏”（图像卡顿、马赛克）；③遥控器提示“GPS信号弱（卫星数4颗）”；④飞控日志显示“IMU2数据异常（加速度计偏差＞0.1g）”。问题：（1）分析导致异常的可能原因（4分）；（2）设计应急操作流程（5分）；（3）评估后续飞行需改进的措施（4分）。答案：（1）可能原因分析：-电池异常：可能因低温（山区温差大）导致电池容量虚标，或电池循环次数过多（内阻增大）；-图传花屏：4G信号受山体遮挡（多径效应）或与无人机数传频率冲突；-GPS信号弱：山区峡谷地形导致卫星遮挡（仅4颗可见），无法满足高精度定位需求；-IMU2异常：可能因振动（测绘相机未加固）导致传感器偏移，或飞控硬件故障（如芯片过热）。（2）应急操作流程：①优先确认主飞控（IMU1）数据是否正常，若正常则切换至单IMU模式；②降低飞行高度（至真高100米以下），尝试寻找GPS信号更好的位置（如山脊上方）；③切换图传至备用频段（如5.8GHz数传），或启用地面站中继（若有）；④计算当前位置至返航点的剩余电量：30%电量需满足“当前距离×单位距离功耗+10%安全余量”，若足够则执行返航；若不足，选择就近平坦区域（通过激光雷达扫描）实施应急降落；⑤降落前开启全向避障，调整速度至2m/s以下，避免碰撞障碍物；⑥降落完成后，立即