2025年无人机应用技术考试测试题库答案详解

2025年无人机应用技术考试测试题库答案详解一、单项选择题（每题2分，共20分）1.多旋翼无人机在悬停状态下，若某一电机转速突然降低，最可能出现的姿态变化是（）。A.绕X轴（横滚轴）倾斜B.绕Y轴（俯仰轴）倾斜C.绕Z轴（偏航轴）旋转D.整体垂直下降答案：A解析：多旋翼无人机的姿态控制依赖于各电机转速差。以四旋翼为例，电机1（前右）与电机3（后左）为顺时针旋转，电机2（前左）与电机4（后右）为逆时针旋转。当某一电机（如电机1）转速降低时，其产生的升力减小，导致该侧机臂下沉，无人机将绕X轴（横滚轴）向电机1一侧倾斜。绕Y轴倾斜通常由前后电机转速差引起，绕Z轴旋转由反扭矩不平衡导致，垂直下降则需所有电机转速同步降低，因此正确答案为A。2.以下哪种传感器是无人机实现自主避障的核心组件？（）A.惯性测量单元（IMU）B.全球导航卫星系统（GNSS）C.双目视觉摄像头D.气压高度计答案：C解析：自主避障需要感知周围环境的三维信息。IMU用于测量加速度和角速度，是姿态稳定的基础；GNSS提供位置信息，但无法检测障碍物；气压高度计用于高度测量；双目视觉摄像头通过视差原理可计算障碍物距离，结合AI算法实现实时避障，因此核心组件是C。3.某行业级无人机配备3S锂电池（标称电压11.1V），满电电压为12.6V，低电量报警电压为10.5V。若飞行中电池电压降至10.8V，此时电池剩余容量约为（）。A.10%B.30%C.50%D.70%答案：B解析：锂电池的电压与容量呈非线性关系。3S电池满电（4.2V/节×3）为12.6V，标称电压（3.7V/节×3）为11.1V，低电量报警（3.5V/节×3）为10.5V。电压10.8V对应单节3.6V，根据锂电池放电曲线，3.6V约为容量剩余30%（3.7V对应50%，3.5V对应10%），因此正确答案为B。4.根据2024年《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，微型无人机（空机重量≤0.25kg）在适飞空域内飞行时，无需满足的条件是（）。A.远离人群密集区域B.保持视距内飞行（≤500米）C.提前向空中交通管理机构报备D.避免夜间飞行（无照明设备时）答案：C解析：条例规定，微型无人机在适飞空域内飞行，无需向空管机构报备（仅需遵守飞行高度、距离限制等）。视距内飞行、远离人群、夜间限制（无照明时）均为基本要求，因此无需报备的是C。5.固定翼无人机与多旋翼无人机相比，最大的优势是（）。A.垂直起降能力B.续航时间C.悬停稳定性D.复杂地形适应性答案：B解析：固定翼依赖机翼产生升力，能量效率高于多旋翼（多旋翼需电机持续做功抵消重力）。典型多旋翼续航30-60分钟，固定翼可达数小时甚至更久，因此优势是B。垂直起降、悬停、复杂地形适应是多旋翼的特点。二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.无人机飞行中，GNSS信号丢失时，飞控系统会自动切换至“姿态模式”，仅依赖IMU维持稳定。（）答案：√解析：GNSS丢失后，无人机无法获取位置信息，飞控关闭GPS增稳功能，仅通过IMU和气压计维持姿态稳定（姿态模式），需飞手手动控制航向和位置。2.为提升无人机抗风能力，应尽可能增加桨叶数量（如六旋翼改八旋翼）。（）答案：×解析：抗风能力主要取决于电机功率、桨叶尺寸和飞控算法。增加桨叶数量会提高冗余性，但单桨升力降低，总功率需求增加，反而可能因负载加重削弱抗风性能。3.无人机航测任务中，航向重叠率设置为70%时，相邻影像在飞行方向的重叠区域为70%。（）答案：√解析：航向重叠率指同一航线中前、后两张影像的重叠比例，70%表示重叠区域占单张影像长度的70%，是航测成图的基本要求（通常≥60%）。4.锂电池长期保存时，应充电至30%-50%容量，存储环境温度5-25℃。（）答案：√解析：锂电池长期满电或亏电会加速老化，30%-50%容量为最佳保存状态；高温（>30℃）或低温（<0℃）会导致化学活性异常，因此5-25℃为适宜存储温度。5.无人机在人口密集区上空120米飞行时，需提前申请特殊飞行空域。（）答案：√解析：《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》规定，真高120米以上空域、人口密集区上空真高30米以上空域为管制空域，需提前申请。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述多旋翼无人机“失控返航”功能的触发条件及执行逻辑。答案：触发条件：①遥控器信号丢失（超过通信距离或干扰）；②飞控检测到电池电量低于返航阈值；③手动触发返航指令。执行逻辑：①飞控优先确认当前GPS定位是否有效（需至少6颗卫星）；②若有效，计算当前位置与起飞点的直线距离，规划返航航线（通常保持当前高度或爬升至安全高度）；③飞行过程中持续检测信号和电量，若信号恢复则转为手动控制；④到达起飞点上空后，下降至安全高度悬停，最终自动降落（部分机型支持精准降落至起飞点）。2.分析无人机电力巡检任务中，多光谱相机与可见光相机的协同应用价值。答案：可见光相机用于获取杆塔、导线的清晰图像，识别外部损伤（如绝缘子破裂、导线断股）；多光谱相机可采集特定波段（如红外、近红外）数据，通过光谱分析检测设备发热（如线夹接触不良导致的局部高温）、植被生长对线路的影响（通过NDVI指数判断树木高度）。两者协同可实现“外观缺陷+隐性能量异常”的双重检测：可见光定位具体位置，多光谱量化异常程度，提升巡检效率和故障诊断准确性。3.说明无人机飞行前“预校准”的主要内容及必要性。答案：预校准内容：①IMU校准（消除加速度计、陀螺仪的零偏误差，需在水平、垂直等多姿态下完成）；②磁罗盘校准（补偿机身金属或电子设备的磁场干扰，通常需360°旋转无人机）；③GPS校准（确认卫星信号强度和定位精度，确保至少6颗卫星锁定）；④遥控器校准（同步遥控器与飞控的信号范围，避免摇杆死区）。必要性：校准误差会导致姿态控制偏差（如IMU未校准可能引发自动倾斜）、航向错误（磁罗盘干扰导致偏航漂移）、定位不准（GPS信号弱时无法稳定悬停），直接影响飞行安全和任务精度。4.对比分析“视距内飞行（VLOS）”与“超视距飞行（BVLOS）”的技术要求差异。答案：技术要求差异：①通信系统：VLOS依赖短距数传（如2.4GHz），BVLOS需支持长距离通信（如4G/5G或卫星链路）；②感知与避障：VLOS依赖飞手肉眼观察，BVLOS需配备雷达、视觉等主动避障系统；③导航定位：VLOS可依赖GPS+IMU，BVLOS需更高精度定位（如RTK差分定位）；④飞控算法：BVLOS需更复杂的路径规划（避开管制空域、障碍物）和冗余设计（双飞控系统）；⑤法规要求：VLOS对飞手资质（视距内驾驶员执照）和设备要求较低，BVLOS需特殊空域申请、额外保险及更严格的飞手资质（超视距驾驶员执照）。5.列举无人机电池过放的危害，并说明预防措施。答案：危害：①容量不可逆衰减（负极活性物质脱落，无法存储电荷）；②内部短路风险（电解液分解产生气体，导致电芯膨胀变形）；③电压异常（过放后电池可能出现“电压跳变”，影响飞控对电量的判断）。预防措施：①设置合理的低电量报警阈值（通常为容量的20%-30%）；②飞前检查电池健康度（通过电池管理系统BMS查看循环次数和容量衰减率）；③飞行中监控实时电压（避免单节电压低于3.3V）；④使用智能充电器（具备过放保护功能，充电前检测电池状态）。四、综合分析题（每题15分，共30分）题目1：某农业植保无人机需在500亩（约33.3公顷）稻田执行病虫害监测任务，田块呈长方形（长2000米，宽166.5米），平均海拔80米，周边有35kV高压线（高度15米），要求影像分辨率5cm，飞行高度100米（相对地面）。（1）计算单架次作业面积（无人机有效作业宽度6米，续航时间20分钟，飞行速度5m/s）。（2）分析航线规划时需重点规避的风险点。（3）说明选择多光谱相机的技术依据。答案：（1）单架次作业面积计算：飞行时间20分钟=1200秒，飞行距离=速度×时间=5m/s×1200s=6000米；有效作业宽度6米，单架次作业面积=6000m×6m=36000㎡=3.6公顷；（注：实际需扣除转弯、起降时间，此处按理想状态计算）（2）航线规划风险点：①高压线规避：需保持水平距离≥50米（根据《电力设施保护条例》），垂直高度≥100m-15m=85米（确保无人机在高压线以上飞行）；②田块边界：长方形田块需规划直线往返航线，避免转弯时超出田块范围（可设置10米缓冲带）；③地形起伏：稻田可能存在局部积水或田埂，需通过地面站设置地形跟随模式（或保持固定相对高度）；④通信干扰：高压线可能产生电磁干扰，需使用抗干扰数传模块（如900MHz），并缩短通信距离。（3）多光谱相机选择依据：病虫害监测需识别作物光谱特征变化（如叶绿素含量降低导致红光波段反射率上升，近红外波段反射率下降）。多光谱相机可采集蓝（450-520nm）、绿（520-600nm）、红（630-690nm）、红边（700-750nm）、近红外（760-900nm）等波段数据，通过计算NDVI（归一化植被指数）、PRI（光化学反射指数）等指标，量化作物健康状况，比可见光相机仅能识别外部病斑更具早期预警能力。题目2：某企业计划使用无人机进行城市消防救援，需在高楼火灾场景（建筑高度150米，周边有密集建筑群）中执行火情侦查、物资投放任务。（1）从无人机类型（多旋翼、固定翼、复合翼）中选择最优机型，并说明理由。（2）设计物资投放的安全控制逻辑（投放物重量2kg，需精准落至阳台）。（3）分析高温环境对无人机性能的影响及应对措施。答案：（1）机型选择：复合翼无人机（垂直起降+固定翼飞行）。理由：多旋翼续航短（通常<1小时），无法覆盖大区域侦查；固定翼需跑道起降，城市密集区无法部署；复合翼兼具垂直起降（适应狭小场地）和长续航（2-4小时）优势，可满足高楼间长距离侦查需求，同时具备悬停能力（用于物资投放）。（2）物资投放安全控制逻辑：①定位校准：使用RTK差分定位（精度±2cm），结合视觉识别（识别阳台标识），确保投放点坐标准确；②高度控制：投放高度设置为阳台上方5-8米（避免气流干扰），飞行速度降至1-2m/s（稳定悬停）；③投放触发：飞控接收地面站确认指令后，启动电磁锁（或机械释放装置），释放瞬间记录位置、高度数据；④应急措施：若投放失败（未脱离挂架），无人机上升至安全高度（≥200米