无人机测试卷附答案

无人机测试卷附答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.多旋翼无人机在悬停状态下，电机转速突然同时下降10%，最可能出现的飞行现象是（）A.高度降低并伴随水平漂移B.高度降低但水平位置保持C.高度不变但机体自旋D.高度升高并伴随抖动答案：B2.某型号固定翼无人机空速管被异物完全堵塞，飞控仍使用空速数据，下列描述正确的是（）A.空速始终显示为零，飞控自动切换至GPS速度模式B.空速显示随机跳变，飞机可能进入失速保护逻辑C.空速保持最后有效值，飞机继续正常巡航D.空速管堵塞被检测为故障，飞控立即返航答案：B3.根据《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》，起飞重量大于等于（）克的无人机其所有者必须进行实名登记。A.150B.250C.500D.1000答案：B4.四旋翼无人机前进时，前后电机转速差产生的力矩主要用来克服（）A.机体重力B.空气阻力矩C.陀螺效应D.螺旋桨反扭矩答案：B5.某锂电池标称容量为5000mAh，在25℃环境下以2C倍率放电，其最大持续电流为（）A.2.5AB.5AC.10AD.20A答案：C6.下列关于RTK-GPS说法错误的是（）A.通过载波相位差分技术实现厘米级定位B.基站与移动站之间必须保持持续通信C.无人机端RTK失锁后定位精度立即回到米级D.RTK固定解状态一定比浮点解定位精度高答案：C7.在Pixhawk飞控中，参数EKF2_AID_MASK设为“GPS+OpticalFlow”时，EKF主要融合的数据不包括（）A.GPS水平位置B.光流速度C.激光雷达高度D.空速计读数答案：D8.固定翼无人机进行“失速螺旋”改出时，首要操作是（）A.方向舵中立B.升降舵推杆到底C.油门收至怠速D.副舵反向满舵答案：C9.某多旋翼无人机桨叶直径增加10%，若电机KV值与电池电压不变，理论悬停油门占比将（）A.增加约10%B.减少约19%C.减少约10%D.基本不变答案：B10.下列关于锂聚合物电池存储电压说法正确的是（）A.满电长期存放容量衰减最慢B.3.0V/Cell为最佳存储电压C.3.7~3.8V/Cell可显著延长寿命D.存储电压与温度无关答案：C11.无人机磁罗盘校准过程中，工作人员佩戴机械手表会导致（）A.俯仰角误差增大B.罗盘俯仰校准失败C.磁偏角计算错误D.罗盘尺度因子异常答案：C12.在《中国民用航空法》中，将无人机定义为（）A.航空模型B.民用航空器C.通用航空器D.特殊飞行器答案：B13.某固定翼无人机设计巡航速度为20m/s，翼载荷为50kg/m²，则其巡航升力系数约为（空气密度取1.225kg/m³）（）A.0.25B.0.33C.0.53D.0.67答案：C14.多旋翼无人机ESC支持DShot600协议，其理论刷新周期约为（）A.16.7kHzB.37.5kHzC.600kHzD.600Hz答案：B15.下列关于无人机激光雷达说法正确的是（）A.机械式多线雷达的角分辨率与电机转速无关B.ToF单线雷达测距精度与目标反射率无关C.固态激光雷达无法测量动态目标速度D.1550nm波段激光雷达对人眼安全阈值高于905nm答案：D16.在ArduPilot中，设置参数FLTMODE1为“4”代表（）A.自稳模式B.定高模式C.返航模式D.自动模式答案：B17.某多旋翼无人机总重2kg，悬停时单桨平均拉力为6N，若桨盘载荷不超过250N/m²，则最少需要（）轴。A.4B.6C.8D.10答案：B18.固定翼无人机采用“双发差动推力”设计，主要目的是（）A.提高最大平飞速度B.降低单发失效时偏航力矩C.减小诱导阻力D.增加滚转操纵余度答案：B19.下列关于无人机图传说法错误的是（）A.5.8GHz频段绕射能力优于1.4GHzB.OFDM技术可提高抗多径能力C.射频功率每增加6dB，链路预算理论距离翻倍D.数字图传延迟普遍高于模拟图传答案：A20.多旋翼无人机在海拔3000m高原悬停，与平原相比，同等起飞重量下电机转速将（）A.降低约5%B.基本不变C.升高约15%D.升高约30%答案：C二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列哪些措施可有效降低多旋翼无人机ESC过热风险（）A.提高PWM频率B.增加散热片面积C.降低最大油门限制D.采用主动冷却风扇E.换用更高内阻的电池答案：B、C、D22.关于固定翼无人机“纵向静稳定性”，下列说法正确的有（）A.重心位于中性点之前为静稳定B.平尾负升力贡献静稳定性C.增大机翼后掠角可提高静稳定度D.静稳定裕度越大，机动性越差E.采用鸭式布局一定为静不稳定答案：A、B、C、D23.下列哪些传感器数据可用于无人机EKF的高度估计（）A.气压计B.GPS海拔C.超声波测距D.光流模块E.加速度计积分答案：A、B、C、E24.某多旋翼无人机在飞行中突然进入“toiletbowling”现象，可能原因包括（）A.磁罗盘受到硬铁干扰B.GPS星数不足C.电机缺相D.光流模块被强光致盲E.电池电压骤降答案：A、B、D25.下列关于无人机电池内阻说法正确的有（）A.内阻越大，放电平台电压越低B.低温环境下内阻升高C.内阻测试仪采用交流四线法D.内阻与电池循环次数正相关E.相同容量下，6S电池内阻一定低于3S答案：A、B、C、D26.在固定翼无人机任务规划中，需要考虑的约束参数包括（）A.最小转弯半径B.最大爬升角C.失速速度D.快门速度E.风向风速答案：A、B、C、E27.下列哪些情况会导致多旋翼无人机进入“自旋”状态（）A.对角电机转向接反B.磁罗盘偏航角误差大于30°C.GPS速度噪声过大D.螺旋桨安装正反桨混用E.电池插头半接触答案：A、D28.关于无人机遥控链路FHSS技术，下列说法正确的有（）A.属于扩频通信的一种B.可提高抗干扰能力C.跳频图案由伪随机序列决定D.带宽一定大于DSSSE.跳频速率越高，链路延迟越小答案：A、B、C29.下列哪些属于无人机“感知与避让”（DAA）系统的核心功能（）A.入侵机检测B.冲突预测C.规避机动决策D.自动返航E.语音告警答案：A、B、C30.在Pixhawk4飞控中，可通过哪些方式实现远程固件升级（）A.USB直连QGroundControlB.Wi-Fi数传+MavLinkFTPC.4G模块+MAVProxyD.蓝牙链路+DroneKitE.SD卡离线烧录答案：B、C三、填空题（每空1分，共30分）31.国际民航组织（ICAO）将无人机系统定义为“一种由________、相关遥控站、所需指令与控制链路以及任何其他部件组成的系统”。答案：无人驾驶航空器32.某无刷电机KV值为800，在12V电压下空载转速为________rpm。答案：960033.多旋翼无人机ESC的“主动刹车”功能通过________控制MOSFET实现，可显著缩短螺旋桨________时间。答案：主动续流、减速34.固定翼无人机平飞时，升力公式L=½ρV²SCL中，S代表________。答案：机翼参考面积35.锂聚合物电池“C数”定义为________与________的比值。答案：最大持续放电电流、额定容量36.在ArduPilot中，参数COMPASS_ORIENT设为“4”表示罗盘安装方向为________。答案：Yaw180°37.多旋翼无人机“几何刚度”指机体在________载荷作用下抵抗________变形的能力。答案：螺旋桨升力、扭转38.根据《民用无人驾驶航空器经营性飞行活动管理办法（暂行）》，空机重量大于________kg的无人机从事经营性飞行需取得经营许可证。答案：1539.无人机图传链路中，RSSI值每降低6dBm，理论最大距离减少约________%。答案：5040.固定翼无人机“中性点”计算公式为hn=________（用机翼平均气动弦长c̄表示）。答案：Xac/c̄+(dCm/dCL)tail·(St/S)·(lt/c̄)41.多旋翼无人机悬停时，桨盘诱导速度vi与拉力T的关系为vi=________（用空气密度ρ、桨盘面积A表示）。答案：√(T/(2ρA))42.在Pixhawk中，设置参数RTL_ALT为“0”表示返航时________。答案：保持当前高度43.无人机激光雷达点云滤波算法“StatisticalOutlierRemoval”主要依据________统计量剔除离群点。答案：标准差44.固定翼无人机“临界马赫数”指翼面局部气流速度达到________时的来流马赫数。答案：当地音速45.多旋翼无人机电池串联数量增加1S，在同等容量下，最大理论功率增加约________%。答案：16.746.根据伯努利方程，固定翼无人机翼型上表面流速增加导致________降低，从而产生升力。答案：静压47.无人机遥控链路采用SBUS协议时，每帧数据长度为________字节。答案：2548.多旋翼无人机“电机同步”指各电机________与________的相位差保持恒定。答案：电角度、机械角度49.在ArduPilot中，参数BATT_MONITOR设为“4”表示使用________监测方式。答案：模拟电压+电流50.固定翼无人机“根梢比”定义为________与________的比值。答案：翼根弦长、翼尖弦长51.无人机GPS模块的“HDOP”值越小，表示________精度越高。答案：水平位置52.多旋翼无人机“动态平衡”指机体在________扰动后恢复________状态的能力。答案：外部、稳态悬停53.根据《民用航空空中交通管理规则》，无人机在________米以上飞行需纳入空中交通服务。答案：30054.无人机ESC的“进角”参数调大会提高________转速，但会增加________损耗。答案：最高、换向55.固定翼无人机“失速警告器”通常采用________传感器感知________差压。答案：迎角、皮托管56.多旋翼无人机“桨尖马赫数”超过0.8时，会出现________和________现象。答案：激波、噪声激增57.在Pixhawk中，参数INS_GYRO_FILTER设为“40”表示陀螺仪低通滤波截止频率为________Hz。答案：4058.无人机电池“能量密度”单位常用________表示。答案：Wh/kg59.固定翼无人机“滚转力矩”主要由________和________产生。答案：副翼、差动推力60.多旋翼无人机“下洗气流”在地面效应下，诱导速度将________，拉力将________。答案：减小、增大四、简答题（共30分）61.（封闭型，6分）简述多旋翼无人机“磁罗盘干扰”常见的三类来源，并给出对应抑制措施。答案：1.硬铁干扰：来源于机体铁磁性材料，可通过磁罗盘校准补偿；2.软铁干扰：来源于电源线、电机等产生磁场畸变，可通过增加距离、双罗盘冗余、软件滤波抑制；3.动态干扰：来源于ESC、舵机等脉冲电流，可通过屏蔽、绞线、降低PWM边沿斜率抑制。62.（开放型，8分）固定翼无人机在高原机场起飞时，为何需要增加起飞距离？请从空气动力学、动力系统和法规三方面综合分析。答案：1.空气动力学：高原空气密度低，同等表速下动压减小，升力降低，需更大真速达到起飞升力，导致滑跑距离增加；2.动力系统：活塞发动机功率随空气密度下降而降低，螺旋桨推力减小，加速性能变差；电动无人机螺旋桨效率下降，需更高转速，电池电流增大，电压跌落加剧；3.法规：民航高原运行规定要求起飞距离按海拔修正，必要时减载或增加跑道长度，确保爬升梯度满足越障要求。63.（封闭型，6分）列举并解释无人机LiDAR点云生成DEM时的三大误差来源。答案：1.系统误差：包括激光测距零偏、扫描角误差、IMU姿态误差，导致点云整体偏移；2.随机误差：由测距噪声、GPS多路径、IMU漂移引起，表现为高程噪声；3.场景误差：由多次回波、植被穿透、移动物体引起，导致地面点分类错误，DEM出现虚假地形。64.（开放型，10分）某多旋翼无人机在城市峡谷环境执行巡检任务，GPS信号频繁失锁，请设计一套基于多传感器融合的备用定位方案，要求说明传感器选型、融合框架、故障检测与切换逻辑。答案：传感器选型：1.双天线RTK-GPS作为主定位；2.16线激光雷达+IMU实现LOAM建图定位；3.向下单目摄像头+光流速度估计；4.超宽带（UWB）地面基站网络提供绝对锚点；5.轮速编码器（若搭载移动底盘）辅助。融合框架：采用因子图优化，节点包括位置、速度、姿态，因子包括GPS伪距、LiDARscan-to-map匹配、光流速度、UWB距离、IMU预积分。故障检测：1.GPS失锁检测：卫星数<6或HDOP>3持续2s即标记无效；2.LiDAR退化检测：匹配残差>0.3m且特征点<50即退化；3.UWB异常检测：距离残差>0.5m且基站一致性校验失败。切换逻辑：正常时GPS+LOAM+IMU融合；GPS失效时切换至LOAM+IMU+光流；LiDAR退化时切换至UWB+光流+IMU；所有外源失效时进入IMU+光流航位推算，同时触发紧急降落。五、应用题（共50分）65.（计算类，15分）某四旋翼无人机起飞重量3kg，使用4块6S5000mAh30C锂电池并联，电机总效率75%，悬停时单桨拉力为8N，桨盘直径0.4m，空气密度1.225kg/m³。（1）计算悬停时整机所需电功率；（2）计算理论悬停时间；（3）若海拔升至2000m，空气密度降至1.1kg/m³，保持同样拉力，求新的悬停时间。答案：（1）总拉力T=4×8=32N，等于重力mg=3×9.81=29.43N，需额外2.57N克服下洗气流干扰，取T=32N。诱导速度vi=√(T/(2ρA))=√(32/(2×1.225×4×π×0.2²))=5.05m/s理想诱导功率Pideal=T·vi/2=32×5.05/2=80.8W实际功率Preal=Pideal/(ηmotor·ηprop)=80.8/(0.75×0.75)=143.6W（2）总能量E=4×6×3.7V×5Ah=444Wh=1.6×10⁶J时间t=E/Preal=1.6×10⁶/143.6=11142s≈185.7min（3）新密度ρ′=1.1kg/m³，vi′=√(32/(2×1.1×0.5027))=5.38m/sPideal′=32×5.38/2=86.1WPreal′=86.1/(0.75×0.75)=153Wt′=1.6×10⁶/153=10458s≈174.3min66.（分析类，15分）某固定翼无人机翼展2m，平均弦长0.25m，起飞重量5kg，设计巡航速度18m/s，使用克拉克Y翼型，升力系数曲线斜率a=0.11/°，零升迎角-3°，最大升力系数1.4。（1）计算巡航升力系数；（2）求巡航迎角；（3）若无人机以1.2倍失速速度进场，求进场迎角；（4）评估该无人机在海拔1500m机场（ρ=1.06kg/m³）以同样迎角进场，失速速度变化百分比。答案：（1）S=2×0.25=0.5m²，L=W=5×9.81=49.05NCL=2L/(ρV²S)=2×49.05/(1.225×18²×0.5)=0.99（2）α=α0+CL/a=-3°+0.99/0.11=6°（3）失速迎角αstall=(CLmax-CL0)/a+α0=(1.4-0)/0.11-3°=9.7°进场速度Vapp=1.2Vs，Vs=√(2W/(ρSCLmax))=√(2×49.05/(1.225×0.5×1.4))=10.7m/sVapp=12.8m/s，对应CLapp=0.97，迎角≈5.8°（4）新密度ρ″=1.06kg/m³，新失速速度Vs′=√(2×49.05/(1.06×0.5×1.4))=11.5m/s变化率=(11.5-10.7)/10.7=7.5%增加67.（综合类，20分）某山区长距离巡检任务，航线全长120km，要求单架次完成，巡航速度25m/s，巡航升阻比12，电池能量密度250Wh/kg，动力系统总效率65%，结构系