2026年《无人机应用技术》赛项理论试题库(附答案)

2026年《无人机应用技术》赛项理论试题库(附答案)一、单项选择题（每题1分，共30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，电机转速突然整体下降10%，其最直接的影响是（）。A.偏航角速度增大 B.滚转角速度增大 C.高度下降 D.俯仰角速度增大答案：C2.某锂电池组标称参数为6S1P、22.2V、10Ah、15C，其最大持续放电电流为（）。A.10A B.22.2A C.150A D.222A答案：C3.下列关于RTK-GNSS的说法正确的是（）。A.基站与移动站距离越远，固定解精度越高 B.电离层活跃时，RTK固定解可靠性提高 C.基站必须建立在已知点上 D.移动站可实时获得厘米级三维坐标答案：D4.在Pixhawk飞控中，用于水平位置估计的主要传感器融合算法框架是（）。A.扩展卡尔曼滤波EKF2 B.互补滤波 C.线性卡尔曼滤波 D.粒子滤波答案：A5.某型固定翼无人机翼载荷为60kg/m²，机翼面积0.8m²，则其最大起飞重量为（）。A.48kg B.60kg C.75kg D.48N答案：A6.根据《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》，空机重量大于（）克的无人机须实名登记。A.250 B.1000 C.4000 D.15000答案：A7.在MissionPlanner中设置“地理围栏”时，Circle模式默认触发动作是（）。A.返航 B.悬停 C.降落 D.继续任务答案：B8.某多旋翼采用X型布局，机臂长200mm，电机拉力系数k_T=1.2×10⁻⁵N/(rpm)²，若单电机转速3000rpm，则整机最大理论拉力约为（）。A.28.8N B.115.2N C.230.4N D.460.8N答案：B9.下列关于锂聚合物电池存储的说法正确的是（）。A.满电长期存储可延长寿命 B.最佳存储电压为3.0V/芯 C.建议存储容量为标称容量50%左右 D.存储温度越高越好答案：C10.在固定翼纵向静稳定性分析中，若重心位于中性点之后，则飞机（）。A.静稳定 B.静不稳定 C.中立稳定 D.与静稳定性无关答案：B11.某无人机遥控链路采用2.4GHzDSSS技术，其处理增益主要对抗的干扰类型是（）。A.窄带干扰 B.脉冲干扰 C.阻塞干扰 D.镜像干扰答案：A12.在摄影测量中，若航向重叠度为80%，旁向重叠度为60%，则同一地面点至少被拍摄到的次数为（）。A.2 B.3 C.4 D.5答案：C13.下列关于螺旋桨雷诺数Re的描述正确的是（）。A.Re与桨叶角无关 B.Re越大，桨叶越易失速 C.Re=ρvR/μ，其中R为桨叶半径 D.Re越小，效率一定越高答案：C14.在ArduPilot中，参数FLTMODE1设为“5”，对应的飞行模式是（）。A.Stabilize B.AltHold C.Loiter D.Auto答案：C15.某型无人机空速管校准公式为V_e=V_i√(T_0/T)，若T_0=288.15K，T=268.15K，V_i=25m/s，则V_e约为（）。A.23.1m/s B.25.0m/s C.26.0m/s D.27.1m/s答案：C16.多旋翼在风场中悬停，若风速为8m/s，机体倾斜角为20°，则电机额外功率主要消耗于（）。A.诱导阻力增大 B.型阻增大 C.废阻增大 D.干扰阻力增大答案：C17.下列关于无刷直流电机KV值的说法正确的是）。A.KV值越大，扭矩越大 B.KV值与匝数成正比 C.KV值单位是rpm/V D.KV值与磁通无关答案：C18.在无人机电气系统中，XT90-S接口的“S”代表（）。A.防水 B.防打火 C.防反接 D.防过载答案：B19.某任务要求无人机在400kV高压线走廊巡检，最小安全水平距离为（）。A.3m B.5m C.10m D.15m答案：B20.在图像处理中，采用SIFT算法进行特征匹配，其主要优点是（）。A.对光照变化敏感 B.对旋转不变 C.计算量小 D.仅适用于灰度图答案：B21.某固定翼无人机采用鸭式布局，其俯仰控制主要由（）完成。A.升降舵 B.鸭翼 C.副翼 D.方向舵答案：B22.在Pixhawk日志中，CTUN.ThO参数表示（）。A.油门输出百分比 B.目标爬升率 C.高度误差 D.空速答案：A23.下列关于无人机雷达高度计的说法正确的是（）。A.工作频率通常为24GHz B.对水面测量无效 C.精度与气压计相同 D.不能穿透植被答案：A24.在激光雷达点云滤波中，统计离群点移除算法主要依据（）。A.点密度 B.高程梯度 C.反射强度 D.时间戳答案：A25.某多旋翼电池电压报警阈值为3.5V/芯，6S电池总电压报警值为（）。A.21.0V B.22.2V C.25.2V D.18.0V答案：A26.在固定翼横航向耦合方程中，荷兰滚模态对应的主要变量是（）。A.俯仰角速度q B.滚转角速度p与偏航角速度r C.迎角α D.速度V答案：B27.下列关于无人机电机同步失效的说法正确的是（）。A.只会导致电机停转 B.可能引发高频抖动 C.与ESC无关 D.与磁极对数无关答案：B28.在MissionPlanner中，设置DO_JUMP命令，若参数1为“2”，参数2为“3”，则含义为（）。A.跳转到第2航点执行3次 B.跳转到第3航点执行2次 C.跳转到第2航点无限循环 D.跳转到第3航点无限循环答案：A29.某型无人机采用碳纤维螺旋桨，其优点是（）。A.成本低 B.抗疲劳性好 C.易修复 D.导磁答案：B30.在无人机链路预算中，若发射功率增加6dB，则通信距离理论上可增加约（）。A.1.4倍 B.2倍 C.2.4倍 D.4倍答案：B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）31.下列哪些因素会导致多旋翼无人机“指南针异常”报警（）。A.高压线附近起飞 B.机臂镀锌螺丝 C.电池漏磁 D.云台未校准 E.地面钢筋网答案：A、B、C、E32.关于固定翼无人机失速速度V_s，下列说法正确的有（）。A.与翼载荷成正比 B.与空气密度平方根成反比 C.与最大升力系数平方根成反比 D.与重力加速度无关 E.与展弦比无关答案：B、C33.在Pixhawk中，以下哪些传感器数据参与EKF2水平位置估计（）。A.GPS B.光流 C.激光雷达 D.空速管 E.磁力计答案：A、B、C34.下列属于无人机电磁兼容性（EMC）测试项目的有（）。A.辐射发射 B.传导抗扰度 C.静电放电 D.浪涌抗扰度 E.谐波电流答案：A、B、C、D、E35.某多旋翼出现“ToiletBowling”现象，可能原因包括（）。A.磁偏角设置错误 B.罗盘校准误差大 C.GPS滞后 D.电机不平衡 E.电池电压不足答案：A、B、C36.在摄影测量空三加密中，下列哪些参数属于外方位元素（）。A.像主点坐标 B.摄影中心坐标X_S C.摄影中心坐标Y_S D.摄影中心坐标Z_S E.姿态角ω答案：B、C、D、E37.下列关于无人机伞降回收的说法正确的有（）。A.开伞动载与质量成正比 B.伞舱盖抛射速度越大越好 C.伞绳长可减小摆动 D.伞降轨迹受风影响大 E.伞降无需考虑重心答案：A、C、D38.在ArduPilot中，以下哪些日志类型可用于分析电机性能（）。A.PM B.MOT C.CTUN D.RCOUT E.GPS答案：B、C、D39.下列哪些措施可降低无人机电机电磁干扰（）。A.增加ESCPWM频率 B.电机外壳接地 C.使用屏蔽信号线 D.降低KV值 E.增加磁环答案：B、C、E40.关于无人机激光雷达点云分类，下列算法属于监督学习的包括（）。A.随机森林 B.SVM C.K-means D.朴素贝叶斯 E.DBSCAN答案：A、B、D三、填空题（每空1分，共20分）41.多旋翼无人机悬停时，单电机拉力T与总重W的关系为：T=________（n为电机数）。答案：W/n42.标准大气海平面空气密度ρ₀=________kg/m³。答案：1.22543.某固定翼无人机巡航升阻比K=12，重量W=120N，则巡航需用推力P=________N。答案：1044.Pixhawk飞控中，加速度计校准的6面法利用了________变换求解标度因数与零偏。答案：最小二乘45.在摄影测量中，像片比例尺分母m=H/f，若H=400m，f=35mm，则m=________。答案：11428.646.锂电池能量密度典型值为________Wh/kg。答案：150–250（任一区间值均给分）47.无刷电机三相绕组星形连接时，线电压U_L与相电压U_φ关系为U_L=________U_φ。答案：√348.根据香农公式，信道容量C=________（符号须说明）。答案：Blog₂(1+S/N)，其中B为带宽，S/N为信噪比49.多旋翼电机拉力公式T=k_Tω²，若k_T=1.1×10⁻⁵N/(rpm)²，ω=3500rpm，则T≈________N。答案：134.7550.固定翼荷兰滚模态阻尼比ζ随垂直尾翼面积S_v增大而________。答案：增大51.激光雷达测距方程P_r=(P_tD²ρη)/(4R²)，其中η表示________。答案：系统效率52.在OpenCV中，图像高斯模糊函数原型为cv::GaussianBlur(src,dst,Size(k,k),σ)，其中σ表示________。答案：高核标准差53.无人机链路自由空间损耗L_fs=________dB（公式形式）。答案：20log₁₀(4πd/λ)54.某多旋翼电池30C放电，容量5Ah，则最大持续电流________A。答案：15055.固定翼失速速度V_s=√(2W/(ρSC_Lmax))，若W=200N，ρ=1.0kg/m³，S=1m²，C_Lmax=2.0，则V_s≈________m/s。答案：14.1456.在MissionPlanner中，设置RTL_ALT参数为________cm表示返航高度为50m。答案：500057.无人机电机效率η=(P_out)/(P_in)=________（用拉力T、转速ω、电流I、电压U表示）。答案：Tω/(IU)58.摄影测量中，重投影误差e=√((x−x′)²+(y−y′)²)，单位________。答案：像素59.多旋翼电机谐波转矩主要来源于________磁场非正弦分布。答案：永磁体60.根据国际民航组织，无人机A类碰撞风险模型中，地面撞击概率与________平方成反比。答案：人口密度四、简答题（每题6分，共30分）61.简述多旋翼无人机“动力冗余度”定义，并给出计算表达式。答案：动力冗余度指在最大起飞重量下，任意一台电机失效后，剩余电机仍能提供的最大拉力与总重量之比。设单电机最大拉力T，电机数n，总重W，则冗余度δ=((n−1)T)/W。当δ≥1时，具备完全冗余。62.说明RTK-GNSS中“固定解”与“浮点解”的区别，并给出判定标准。答案：固定解指整周模糊度被正确固定为整数，水平精度≤2cm，垂直精度≤4cm，Ratio值≥2.5；浮点解指整周模糊度未固定为整数，精度为分米级，Ratio值<2.5。63.列举三种无人机非GPS导航方式，并比较其优缺点。答案：①视觉惯性导航：优点是无源、成本低；缺点为累计误差、依赖光照。②激光雷达SLAM：优点精度高、抗昼夜变化；缺点重量大、成本高。③地磁匹配：优点无累积误差；缺点需先验地图、易受磁干扰。64.简述固定翼无人机“螺旋”与“荷兰滚”两种运动模态的物理本质差异。答案：螺旋模态为长周期、弱阻尼、纵向-横向耦合运动，表现为高度损失与滚转耦合；荷兰滚为横航向振荡模态，周期短，表现为偏航与滚转交替摆动，阻尼由垂尾决定。65.说明激光雷达点云“地面点滤波”中渐进式形态学滤波器（PMF）的基本步骤。答案：①按高程排序；②设定初始高差阈值；③迭代开运算，逐步增大窗口；④比较邻域最小高差，若小于阈值则标记为地面；⑤输出地面与非地面点集。五、应用题（含计算、分析、综合，共50分）66.计算题（10分）某四旋翼无人机参数：总质量m=10kg，机臂长l=0.25m，电机KV=800rpm/V，电池6S满电25.2V，螺旋桨拉力系数k_T=1.2×10⁻⁵N/(rpm)²，求：(1)单电机最大转速n_max（rpm）；(2)单电机最大拉力T_max；(3)整机最大理论拉力；(4)悬停油门百分比（假设线性）。答案：(1)n_max=KV·U=800×25.2=20160rpm；(2)T_max=k_Tn_max²=1.2×10⁻⁵×20160²=4.88N；(3)4T_max=19.5N；(4)悬停需拉力mg/4=24.5N>19.5N，故无法悬停，油门100%仍不足，需换桨或减重。67.分析题（10分）某固定翼无人机巡航速度V=25m/s，翼载荷W/S=75N/m²，C_L=0.6，ρ=1.1kg/m³，求：(1)所需机翼面积S；(2)若采用矩形翼，展弦比A=10，求翼展b；(3)诱导阻力系数C_Di；(4)若需将诱导阻力减半，展弦比应提高到多少？答案：(1)由L=W=½ρV²SC_L⇒S=2W/(ρV²C_L)=2×75/(1.1×25²×0.6)=0.727m²；(2)A=b²/S⇒b=√(AS)=√(10×0.727)=2.7m；(3)C_Di=C_L²/(πA)=0.6²/(π×10)=0.0115；(4)C_Di减半⇒A加倍⇒A=20。68.综合题（15分）某测绘多旋翼需执行1km²区域正射影像采集，地面分辨率GSD=3cm，航向重叠80%，旁向重叠70%，相机参数：像素尺寸2.4µm，焦距20mm，像元数6000×4000，航高H=________m（先计算），飞行速度V=12m/s，电池续航900s，求：(1)航高H；(2)单像片地面覆盖面积；(3)航线总长度；(4)需架次数量；(5)若风速5m/s，往返程风角0°与180°，求实际续航修正系数（风功率额外消耗∝v³_rel，取基准无风功率P₀∝12³，有风去程P₁∝17³，回程P₂∝7³，平均P_avg=(P₁+P₂)/2，系数k=P_avg/P₀）。答案：(1)GSD=H·pixel_size/f⇒H=GSD·f/pixel_size=0.03×0.02/2.4×10⁻⁶=250m；(2)单像片宽W=6000×