无人机知识竞赛考试题及答案

无人机知识竞赛考试题及答案一、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.根据《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》，起飞重量大于等于多少克的无人机必须进行实名登记？（）A.150gB.250gC.500gD.1000g答案：B2.多旋翼无人机在悬停状态下，电机转速突然同时升高，最可能的原因是（）A.电池电压骤降B.磁罗盘受到干扰C.GPS丢星D.遥控器油门中位漂移答案：A3.下列哪一项不是Li-Po电池的核心安全参数？（）A.标称电压3.7VB.最大充电倍率5CC.能量密度150Wh/kgD.记忆效应系数0.2答案：D4.在UTM（U-space）体系中，为无人机提供“电子围栏”信息的核心服务是（）A.USSB.CISC.Geo-awarenessD.RID答案：C5.某多旋翼无人机空机重量1.2kg，搭载200g相机与100g云台，其最大起飞重量2.5kg，则安全载荷余量为（）A.0.8kgB.1.0kgC.1.2kgD.1.3kg答案：B6.下列关于“桨尖马赫数”的描述正确的是（）A.桨尖线速度超过0.3倍声速将显著增加噪声B.桨尖马赫数仅与桨叶长度有关C.提高海拔将降低桨尖马赫数D.碳纤维桨叶可突破声速而不产生激波答案：A7.根据DO-178C标准，无人机飞控软件最高安全等级为（）A.LevelAB.LevelBC.LevelCD.LevelE答案：A8.在RTK定位中，当基站与移动站距离超过10km时，主要误差来源是（）A.多路径效应B.电离层延迟C.接收机噪声D.天线相位中心漂移答案：B9.下列哪种传感器组合可实现无GPS情况下的悬停？（）A.单目相机+激光测距B.双目视觉+超声波C.单轴IMU+气压计D.磁力计+光流答案：B10.某电池标称22.2V、6S、5000mAh，若以2C充电，充电电流为（）A.5AB.10AC.15AD.20A答案：B11.根据国际民航组织（ICAO）规定，小型无人机在融合空域运行必须安装的机载设备不包括（）A.电子识别标签B.遥控链路中断报警器C.地形提示与警告系统（TAWS）D.高度编码发射机答案：C12.在Pixhawk飞控中，EKF3相比EKF2的主要改进是（）A.支持视觉SLAMB.支持多GPSyaw融合C.支持磁偏角自动校正D.支持固定翼模式答案：B13.多旋翼无人机在6m/s逆风条件下返航，若空气相对速度为14m/s，则地速为（）A.8m/sB.10m/sC.14m/sD.20m/s答案：A14.下列关于“动力冗余度”的描述正确的是（）A.六旋翼失效一桨仍可保持姿态B.四旋翼失效一桨可自动改双旋翼模式C.八旋翼失效相邻两桨仍可安全降落D.三旋翼失效一桨可改单旋翼自旋降落答案：C15.在FAAPart107法规中，小型无人机夜间运行必须配备（）A.红色防撞灯，3哩可见B.白色频闪灯，3哩可见C.绿色常亮灯，1哩可见D.红色常亮灯，1哩可见答案：B16.下列哪项不是影响无刷电机KV值的因素？（）A.磁钢剩磁强度B.绕组匝数C.轴承润滑脂型号D.定子槽数答案：C17.某无人机桨叶直径15inch、螺距5inch，其理论前进比J为1.5时，对应飞行速度约为（）A.15m/sB.19m/sC.25m/sD.30m/s答案：B18.在链路预算中，若发射功率20dBm，天线增益5dBi，接收灵敏度-100dBm，自由空间损耗90dB，则链路余量为（）A.5dBB.10dBC.15dBD.20dB答案：C19.下列关于“电池内阻”测试标准做法正确的是（）A.1kHz交流注入法B.0.1C恒流放电法C.脉冲放电电压斜率法D.开路电压法答案：A20.在无人机航拍测量中，若地面采样距离（GSD）要求2cm，传感器像元尺寸4μm，则所需航高约为（）A.50mB.80mC.100mD.120m答案：C21.根据《中国民用航空局92号令》，无人机云系统必须保存飞行记录至少（）A.1个月B.3个月C.6个月D.12个月答案：B22.在激光雷达测绘中，若点云密度要求≥40pts/m²，航速12m/s，激光发射频率300kHz，扫描带宽应为（）A.250mB.300mC.375mD.500m答案：C23.下列关于“热插拔”描述正确的是（）A.所有I²C传感器均支持热插拔B.无人机电池热插拔需先断开负载C.SD卡热插拔不会导致日志损坏D.GPS模块热插拔无需重新校准答案：B24.在固件升级过程中，Bootloader的主要作用是（）A.解压固件包B.校验数字签名C.擦除旧参数D.启动操作系统答案：B25.某型无人机最大允许俯仰角35°，若水平巡航速度15m/s，则其最大爬升速度约为（）A.8.6m/sB.10.5m/sC.12.0m/sD.15.0m/s答案：B26.在图像传输中，采用H.265编码相比H.264在同等画质下可节省码率约（）A.10%B.20%C.30%D.50%答案：C27.下列哪项不是“几何精度衰减因子（GDOP）”的影响因素？（）A.卫星几何分布B.接收机钟差C.电离层延迟D.多路径效应答案：C28.在Pix4D后处理中，若仅使用GCP而不做空三平差，则成果坐标系依赖（）A.相机EXIFB.初始POSC.GCP坐标系D.软件默认WGS84答案：C29.根据ITU-RM.2092-0标准，无人机直接遥控链路首选频段为（）A.433MHzB.840MHzC.2.4GHzD.5.8GHz答案：C30.在电池储能计算中，6S5000mAh25C电池最大持续放电功率为（）A.555WB.1110WC.1665WD.2220W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）31.下列哪些属于无人机“感知与避让”（DAA）系统的核心功能？（）A.冲突检测B.冲突解脱C.航迹预测D.自动返航答案：A、B、C32.关于无刷电调（ESC）校准步骤，下列做法正确的是（）A.断开桨叶B.油门杆置最高C.接通电源听到“123”提示音D.油门杆迅速回最低答案：A、B、C、D33.下列哪些因素会导致磁罗盘产生“异常偏航”？（）A.高压电源线B.金属矿床C.电池电流突变D.温度漂移答案：A、B、C34.在RTK固定解状态下，仍可能使水平精度降级到0.5m以上的原因有（）A.多路径效应B.基站坐标错误C.天线高度量取错误D.卫星数骤降至5颗答案：A、B、C、D35.下列哪些属于《中国无人机云系统接口规范》强制上传的数据？（）A.实时经度、纬度B.实时高度C.实时地速D.飞行员心率答案：A、B、C36.关于锂聚合物电池存储，下列做法正确的是（）A.长期存放电压3.8V/CellB.环境温度15°CC.满电长期存放D.密封在铁制容器答案：A、B、D37.在激光雷达点云分类中，可用于区分植被与地面的算法有（）A.渐进式三角网加密B.基于高程直方图阈值C.基于坡度滤波D.基于回波强度答案：A、B、C38.下列哪些情况会触发Pixhawk的“Failsafe”？（）A.遥控信号丢失1sB.电池电压低于设定阈值C.GPS丢星超过20sD.地面站发送“ARM”指令答案：A、B、C39.在航拍测绘外业中，需现场记录的元数据有（）A.天气状况B.地面控制点坐标C.相机焦距检校值D.飞行平台重量答案：A、B、C40.下列哪些频段可用于无人机图传，且符合中国SRRC认证？（）A.1430–1444MHzB.2400–2483.5MHzC.5725–5850MHzD.920–925MHz答案：A、B、C三、填空题（每空1分，共20分）41.国际民航组织将无人机系统定义为“无人驾驶航空器及其________、相关组件、以及规定的________人员”。答案：遥控站，操作42.在电池串联公式中，6S1P电池满电电压为________V，标称电压为________V。答案：25.2，22.243.若多旋翼无人机总重3kg，欲获得2:1推重比，则总拉力需大于________N。（g取9.8）答案：58.844.根据《中国空域管理条例》，真高120m以上空域属于________空域，需经________审批。答案：管制，空军45.在摄影测量中，若像元尺寸3.8μm，焦距20mm，航高100m，则GSD约为________cm。答案：1.946.激光雷达方程中，接收功率与目标距离的________次方成反比。答案：二47.在Pixhawk参数列表中，设置电池类型为Li-Po需修改参数________。答案：BATT_MONITOR48.根据FAA规定，小型无人机夜间运行需提前________分钟向ATC提交飞行计划。答案：无，0（Part107无需ATC）49.在链路预算中，每增加6dB链路余量，理论传输距离可增加________倍。答案：250.根据《ISO21384-3》，无人机系统可靠性指标MTBF单位为________。答案：小时51.在OpenCV中，用于图像畸变校正的函数为________。答案：cv::undistort()52.若电机KV值800，电池电压22.2V，则空载转速约为________RPM。答案：1776053.在RTCM3.x中，提供卫星轨道改正的消息类型为________。答案：MSM454.根据《中国无人机云系统接口规范》，数据上传延迟不得超过________s。答案：555.在激光雷达回波中，首次回波主要反映________信息，末次回波主要反映________信息。答案：表面，地面56.在Pix4D中，空三平差后重投影误差一般要求小于________像素。答案：157.根据DO-160G，无人机设备需通过________节规定的振动测试。答案：858.在H.264编码中，I帧与P帧大小比值通常约为________:1。答案：5–10（填5即可）59.在电池放电测试中，若电压跌落斜率超过________mV/s，则认为电池老化严重。答案：5060.在UTM体系，U1–U5空域分类中，城市上空属于________空间。答案：U-space四、简答题（共5题，每题8分，共40分）61.（封闭型）简述多旋翼无人机“动力冗余”设计的基本原则，并给出六旋翼与八旋翼在单桨失效后的控制分配策略。答案：基本原则：1.推力裕度≥30%；2.相邻桨失效不共轴；3.飞控支持故障重构；4.电机、电调、桨叶独立。六旋翼单桨失效：关闭对桨，剩余五桨重新分配推力，滚转与俯仰力矩通过非对称升力补偿，偏航通过差速扭矩。八旋翼单桨失效：关闭对桨或相邻两桨，剩余六桨采用伪逆法求广义逆矩阵，最小范数解分配推力，保持姿态与高度。62.（开放型）结合案例说明无人机在山区输电线路巡检中如何克服GPS信号遮挡与磁干扰问题，并给出两种备用导航方案。答案：案例：云南某500kV线路，峡谷段GPSPDOP>6，磁偏角>8°。措施：1.采用RTK+IMU紧组合，基站架设在山顶，使用定向天线；2.搭载激光雷达SLAM，利用塔杆几何特征闭环；3.视觉惯性里程计（VIO），采用双目+IMU，特征点选绝缘子串与防震锤；4.预设高精度三维航迹，利用气压计+激光测距保持相对导线3m安全距离；5.故障切换：GPS丢星>5s自动切换SLAM，磁罗盘异常>10°自动切换VIO。备用方案：方案A：激光雷达SLAM+IMU，相对精度0.1m；方案B：UWB地面锚点网络，布设3个锚点，TDOA定位，精度0.3m。63.（封闭型）写出Li-Po电池储存能量（Wh）计算公式，并计算6S5000mAh电池在80%放电深度下的可用能量。答案：公式：E=U×C/1000×DoD。其中U=22.2V，C=5000mAh，DoD=0.8。E=22.2×5×0.8=88.8Wh。64.（开放型）说明无人机航拍测量中“地面控制点（GCP）”布设的最佳实践，并解释为何在平原与山区布设密度不同。答案：最佳实践：1.每平方公里不少于5点，航带首尾、中间各1点，旁向重叠区布点；2.采用“L”型或“十”型标志，尺寸≥30×30cm，与周围地表反射率差异>30%；3.使用RTK测量，平面精度≤2cm，高程精度≤3cm；4.避免布设在阴影、水域、移动目标；5.拍照记录并绘制略图。平原地区地形起伏<5m，GCP密度可降至每平方公里3点，因空三网型强；山区高差>100m，需加密至每平方公里8–10点，以约束高程累积误差，防止模型扭曲。65.（封闭型）列举并简要解释无人机链路预算中的“五大损耗”。答案：1.自由空间损耗：与距离平方、频率平方成正比；2.大气吸收损耗：水氧分子吸收，5.8GHz约0.01dB/km；3.多路径损耗：反射波相消，城市环境5–15dB；4.极化失配损耗：收发天线极化不一致，最大3dB；5.机身遮挡损耗：电池、云台遮挡，2–8dB。五、应用题（共3题，共40分）66.（计算类，12分）某四旋翼无人机单桨最大拉力8N，整机重量2.4kg，电池22.2V5000mAh，悬停电流15A。现需执行爬升任务，爬升速度3m/s，求：（1）最小推重比；（2）爬升所需额外功率；（3）若电池放电倍率限制为20C，是否满足爬升电流需求？答案：（1）最小推重比=总拉力/重量=4×8/(2.4×9.8)=32/23.52=1.36；（2）爬升功率=mgv=2.4×9.8×3=70.56W；（3）悬停功率=UI=22.2×15=333W；总功率=333+70.56=403.56W；电流I=403.56/22.2≈18.2A；电池最大电流=5A×20=100A；18.2A<100A，满足。67.（分析类，14分）某测绘公司计划使用固定翼无人机对100km²丘陵区域进行1:500成图，航摄仪像素8000×6000，像元尺寸3.5μm，焦距35mm，要求GSD≤5cm，航向重叠80%，旁向重叠70%，平均海拔300m，风速6m/s，飞机巡航速度20m/s，单架次续航90min，起降方式为轮式起飞+伞降。请分析：（1）计算航高；（2）计算单张像片对应地面面积；（3）计算总像片数；（4）评估单架次能否完成，若不能需几架次？答案：（1）H=f×GSD/像元=0.035×0.05/3.5e-6=500m；（2）单张地面长=8000×0.05=400m，宽=6000×0.05=300m，面积=400×300=120000m²；（3）总像片数=总面积/(单张面积×(1-航向)×(1-旁向))=100e6/(120000×0.2×0.3)=100e6/7200≈13890张；（4）单架次可