(2025年)《无人机应用技术》赛项理论试题及答案

(2025年)《无人机应用技术》赛项理论试题及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.以下关于多旋翼无人机动力系统的描述，错误的是：A.无刷电机的效率通常高于有刷电机B.螺旋桨直径越大，产生的升力系数越高C.锂电池放电倍率（C值）越高，瞬间输出电流能力越强D.电调的主要功能是将直流电转换为三相交流电驱动电机答案：B（螺旋桨升力与直径、桨距、转速等多因素相关，单纯直径大不必然升力系数更高）2.某四轴无人机在GPS模式下悬停时出现持续漂移，可能的原因不包括：A.卫星信号强度不足（<6颗有效星）B.飞控IMU校准误差超过允许范围C.螺旋桨安装时正反桨混淆D.遥控器油门杆中立点偏移答案：D（油门杆偏移影响垂直方向，水平漂移多与定位或姿态感知有关）3.工业级无人机常用的图传系统中，抗干扰能力最强的频段是：A.2.4GHzISM频段B.5.8GHzISM频段C.900MHz专用频段D.1.4GHz数字图传频段答案：D（1.4GHz频段干扰源少，且采用数字编码技术，抗干扰优于2.4/5.8GHz）4.根据2024年修订的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，重量4.2kg的无人机在管制空域内进行商业飞行，需提前多久提交飞行计划？A.2小时B.4小时C.6小时D.12小时答案：C（条例规定，管制空域内飞行计划需提前6小时提交，特殊情况可缩短至2小时但需审批）5.无人机飞控系统中，用于测量角速度的传感器是：A.加速度计（Acc）B.陀螺仪（Gyro）C.磁力计（Compass）D.气压计（Baro）答案：B（陀螺仪测量角速率，加速度计测量线加速度）6.以下关于无人机电池使用的规范，错误的是：A.长期存放时应保持40%-60%电量B.充电电流一般不超过电池容量的1CC.低温环境下放电容量会显著下降，需预热至15℃以上使用D.锂电池鼓包后可继续使用，只要电压正常答案：D（鼓包是电池内部短路或产气的表现，必须停止使用并专业处理）7.测绘无人机采用双频RTK定位时，主要解决的问题是：A.电离层延迟误差B.多路径效应C.时钟误差D.对流层延迟误差答案：A（双频接收L1/L2信号可通过频率差消除电离层延迟，单频无法实现）8.植保无人机在水稻扬花期作业时，最佳飞行高度应控制在：A.1-1.5米B.2-2.5米C.3-3.5米D.4-4.5米答案：A（扬花期需贴近作物减少雾滴漂移，同时避免旋翼风损坏花穗，1-1.5米为推荐高度）9.无人机避障系统中，TOF（飞行时间）传感器的工作原理是：A.发射激光并计算反射时间差B.利用超声波回波测距C.通过双目视觉计算视差D.分析毫米波雷达的多普勒频移答案：A（TOF通过测量光信号发射与接收的时间差计算距离，常见于激光避障模块）10.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.续航时间与覆盖范围C.复杂地形适应性D.悬停稳定性答案：B（固定翼靠机翼升力，能量效率更高，续航可达数小时甚至更久）11.某无人机在飞行中出现“失控返航”触发，可能的原因是：A.遥控器电量低于10%B.图传信号中断C.飞控与接收机通信丢失D.电池剩余电量低于30%答案：C（失控返航触发条件通常是飞控与遥控器信号中断，电量低触发的是低电量返航）12.无人机航测作业中，为保证正射影像的拼接精度，旁向重叠率一般应不低于：A.30%B.50%C.70%D.90%答案：B（常规航测要求航向重叠60%-80%，旁向重叠30%-60%，高精度测图需旁向≥50%）13.以下哪种气象条件最适合无人机作业？A.地面风速5m/s，能见度5kmB.地面风速3m/s，相对湿度85%C.地面风速7m/s，气温38℃D.地面风速2m/s，有轻雾（能见度1.5km）答案：B（风速≤5m/s、湿度≤90%、能见度≥3km为安全作业条件，B选项符合）14.无人机飞控系统的“姿态模式”与“GPS模式”的主要区别是：A.是否依赖卫星定位B.是否限制最大飞行速度C.是否具备自动返航功能D.是否补偿风干扰答案：A（姿态模式仅依靠IMU稳定姿态，无GPS参与；GPS模式结合定位实现悬停、航线跟踪）15.工业级无人机常用的Mavlink协议，其主要作用是：A.图传数据传输B.飞控与地面站通信C.电池状态监测D.避障传感器数据融合答案：B（Mavlink是无人机与地面站间的开源通信协议，用于传输飞行状态、任务指令等）16.无人机在高原地区（海拔3000米以上）作业时，需要调整的参数不包括：A.最大上升速率B.电机KV值（转速常数）C.电池放电倍率D.气压计基准校准答案：B（电机KV值是固有参数，高原需调整的是桨叶选择、升力补偿、气压校准等）17.以下关于无人机应急处置的操作，正确的是：A.飞行中发现电池电压骤降，立即切换手动模式俯冲降落B.遥控器信号丢失时，应保持原操作等待信号恢复C.遭遇强风导致偏移航线，应增大油门试图对抗D.避障系统触发急停时，需观察环境后手动接管答案：D（避障急停后需确认障碍物，手动调整更安全；电压骤降应执行自动返航，信号丢失依赖自动返航，强风对抗可能导致失控）18.测绘无人机使用五镜头倾斜相机时，获取的影像数据主要用于：A.正射影像图（DOM）B.数字高程模型（DEM）C.三维实景模型（3DSM）D.数字线划图（DLG）答案：C（倾斜摄影通过多视角影像构建三维模型，是3DSM的主要数据源）19.植保无人机的流量控制系统出现偏差，可能的故障原因是：A.喷头堵塞B.水泵电机转速异常C.药箱压力传感器失效D.以上都是答案：D（喷头堵塞、水泵转速、压力传感器故障均会导致流量控制不准确）20.根据《民用无人机驾驶员管理规定》，操控视距内（VLOS）微型无人机（<0.25kg）进行非商业飞行，是否需要驾驶员执照？A.需要视距内驾驶员执照B.需要超视距驾驶员执照C.无需执照但需注册D.无需注册和执照答案：D（0.25kg以下微型无人机在视距内非商业飞行，无需执照和注册）二、判断题（每题1分，共10分）1.多旋翼无人机的“轴距”是指对角两个电机中心的距离。（√）2.无人机飞控的“磁罗盘校准”只需在水平面上完成。（×，需三维空间校准）3.锂电池的“循环寿命”是指完全充放电的次数，浅充浅放会延长实际寿命。（√）4.无人机在“姿态模式”下飞行时，遥控器杆量直接对应角度变化，无自动水平补偿。（×，姿态模式有姿态稳定，杆量对应角度目标值）5.植保无人机的“雾滴粒径”越小，防治效果越好，因此应尽可能选择小粒径喷头。（×，过小粒径易漂移，需根据作物和药剂选择）6.固定翼无人机的“失速速度”是指能保持平飞的最小空速，低于该速度会进入失速状态。（√）7.无人机航测中，“像控点”的数量与测区面积无关，仅与精度要求有关。（×，面积越大，像控点需越多）8.无人机在夜间飞行时，必须开启频闪灯，但无需额外申请空域。（×，夜间飞行需符合《条例》规定，部分区域需申请）9.多旋翼无人机的“悬停效率”与桨叶的实度（桨叶面积/桨盘面积）成正相关。（√，实度越大，升力效率越高）10.无人机“黑匣子”（飞行数据记录器）必须能存储至少30天的飞行数据。（×，通常要求存储最近100次或30天数据，取较长者）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述多旋翼无人机与固定翼无人机在应用场景上的主要差异。答案：多旋翼适合短距、低速、需要悬停或垂直起降的场景，如植保、巡检、安防；固定翼适合长航时、大范围作业，如测绘、气象探测、边境巡查。多旋翼对起降场地要求低，固定翼需跑道或弹射/伞降；多旋翼负载能力较小（通常<50kg），固定翼可承载更大载荷（可达数百公斤）。2.说明无人机飞控系统中“IMU”的组成及各组件的作用。答案：IMU（惯性测量单元）由三轴陀螺仪、三轴加速度计组成。陀螺仪测量绕三个轴的角速度，用于计算姿态角速率；加速度计测量三个方向的线加速度，用于计算速度和位移，同时辅助陀螺仪修正姿态漂移。部分高端IMU还集成磁力计（电子罗盘），用于航向校准。3.列举无人机在农业植保作业中需重点关注的三个气象因素，并说明原因。答案：（1）风速：>5m/s会导致雾滴漂移，降低药效并可能污染非靶标区域；（2）气温：高温（>35℃）易导致药剂挥发，低温（<10℃）影响雾滴沉降；（3）湿度：低湿度（<30%）会使雾滴蒸发过快，高湿度（>80%）可能导致药液凝结，影响均匀分布。4.解释“RTK差分定位”的工作原理，并说明其在无人机测绘中的优势。答案：RTK（实时动态）定位通过基准站（已知坐标）接收卫星信号，计算并播发差分修正数据（如伪距误差、载波相位误差）。移动站（无人机）接收卫星信号和修正数据，通过载波相位实时差分，将定位精度从米级提升至厘米级。优势：无需事后处理即可获取高精度坐标，减少像控点数量，提高航测效率和成果精度。5.简述无人机在飞行中触发“低电量返航”的典型流程及注意事项。答案：流程：（1）飞控检测到电池电量低于设定阈值（通常20%-30%）；（2）自动计算当前位置到返航点的距离和所需电量；（3）调整航向，以经济速度（通常6-8m/s）返航；（4）到达返航点后自动下降至安全高度（如2米）悬停或降落。注意事项：需提前设置返航高度避免障碍物；返航路径需避开禁飞区；若电量持续下降，可能触发“强制降落”，需确保降落点安全；手动接管时需优先保障电量足够着陆。四、综合分析题（每题10分，共20分）1.某农业合作社使用多旋翼植保无人机进行小麦病虫害防治，作业中出现以下问题：（1）部分区域漏喷；（2）药箱剩余10%药液时无人机自动降落；（3）雾滴漂移导致相邻菜地出现药害。请分析可能原因并提出解决方案。答案：（1）漏喷原因：航线规划时旁向重叠率不足（<30%），或GPS定位误差导致实际飞行轨迹偏移。解决方案：调整航线规划，旁向重叠率提高至50%；飞行前进行航线模拟，确认覆盖范围；检查GPS信号强度，确保定位精度。（2）提前降落原因：电池电量设置阈值过高（如设置为25%），但实际返航需电量+降落需电量超过剩余电量；或电池老化导致实际容量下降。解决方案：重新计算作业区最大单架次距离，调整电量阈值（如15%触发返航）；使用前检测电池健康度（SOH），更换容量低于80%的电池。（3）药害原因：作业时风速超过5m/s，或飞行高度过高（>2米）导致雾滴漂移；喷头选择不当（如使用细雾喷头）。解决方案：作业前监测风速，选择风速≤3m/s时段；降低飞行高度至1-1.5米；更换为中粗雾喷头（粒径200-300μm），或添加防漂移剂。2.某电力公司使用固定翼无人机对山区高压输电线路进行巡检，飞行中遇到以下情况：（1）进入山谷时GPS信号短暂丢失；（2）逆光环境下可见光相机拍摄的杆塔细节模糊；（3）穿越高压塔附近时图传信号出现干扰。请设计应对方案。答案：（1）GPS丢失应对：提前规划航线避开山谷等信号遮挡区域；装载惯性导航系统（INS）与GPS