2025年无人机驾驶员执照导航系统故障排查与校准专题试卷

2025年无人机驾驶员执照导航系统故障排查与校准专题试卷2025年无人机驾驶员执照导航系统故障排查与校准专题试卷适用：CAAC无人机驾驶员理论备考；专题范围：GNSS/GPS、IMU惯性测量单元、磁罗盘（指南针）、RTK、导航故障识别、校准流程、故障处置。

总分100分，考试时间45分钟。一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）无人机开机自检，GPS搜星数量长期小于6颗，无法进入GPS模式，以下最不可能的原因是（）

A.上方建筑物、树木遮挡卫星信号

B.GPS天线损坏、接线松动

C.电池电压略低，但飞控正常供电

D.起飞点强电磁干扰源多旋翼无人机起飞后出现“马桶效应”（定点绕圈漂移），最主要故障来源是（）

A.IMU加速度计漂移

B.磁罗盘受磁场干扰或校准错误

C.气压计数据异常

D.动力电机转速不一致关于磁罗盘（指南针）校准，说法正确的是（）

A.在汽车车顶、钢筋混凝土地面完成校准效果更好

B.每次更换大负载、金属挂载后建议重新校准磁罗盘

C.飞行中途出现航向偏差，直接在空中执行罗盘校准

D.罗盘校准可以消除远处高压电线的磁场干扰IMU（惯性测量单元）校准对环境要求是（）

A.飞行器放置在坚硬、水平、无震动静止台面，远离震动源

B.开机手持晃动状态下校准，模拟飞行工况

C.强光阳光直射有利于IMU校准精度

D.必须在GPS信号良好条件下才可做IMU校准飞行过程中GNSS信号丢失，飞控自动切换到姿态模式，此时无人机（）

A.仍可精准定点悬停

B.依靠IMU保持姿态，但会缓慢漂移，无位置锁定

C.自动执行失控返航

D.直接锁桨停机RTK导航模式下出现定位跳点、定位解算状态从固定解变为浮动解，原因一般是（）

A.RTK基站断电、基站天线遮挡、流动站卫星信号变差

B.IMU硬件损坏

C.磁罗盘校准失效

D.遥控器信号干扰无人机地面站显示航向与飞行器实际机头方向偏差45°固定偏差，优先排查（）

A.GPS天线安装方向

B.磁罗盘安装方向/机头朝向参数设置错误、罗盘校准误差

C.气压计故障

D.数传电台波特率起飞前导航传感器自检，提示IMU温度异常，正确处置（）

A.立即起飞，空中会自动恢复

B.停机冷却，待温度回到正常区间后重新自检，异常不消除禁止飞行

C.直接重新校准IMU，不用冷却

D.只重启遥控器即可下列哪一项不属于导航系统传感器（）

A.IMU惯性单元

B.GNSS接收模块

C.磁罗盘

D.ESC电调磁罗盘校准的正确顺序是（）

A.水平旋转→机头朝下俯仰旋转完成三维校准

B.只需要水平360°旋转即可完成全部校准

C.空中悬停时缓慢打杆旋转完成校准

D.只需要垂直方向旋转多旋翼GPS模式悬停时水平漂移大，搜星数量充足，优先排查（）

A.磁罗盘、IMU是否需要重新校准，是否存在局部磁场干扰

B.电池容量

C.图传系统

D.遥控器固件版本关于返航点（Home点）记录，说法错误的是（）

A.正常情况下，GPS达到定位合格后记录返航点

B.GNSS信号差，返航点记录错误，返航时会飞到错误位置

C.返航点一旦记录，飞行中途永远不会更新

D.部分机型可手动刷新返航点IMU主要提供哪一组导航数据（）

A.经纬度、高度

B.三轴加速度、三轴角速度（姿态角）

C.地速、空速

D.磁场强度飞行中GPS恢复，但磁罗盘故障告警，此时禁止（）

A.姿态模式手动操控返航降落

B.执行自动航线、自动返航

C.降低高度

D.远离障碍物气压计负责测量高度，当导航高度与实际高度差距很大，不会由下面哪个造成（）

A.气压计进气孔堵塞

B.环境气压突变

C.IMU加速度计故障

D.固件参数未校准在室内无GNSS环境，依靠光流定位，光流导航主要限制是（）

A.离地高度过高、地面纹理不足时定位失效

B.受磁场干扰严重

C.需要大量卫星

D.只适合固定翼固定翼无人机导航，IMU与GNSS组合导航含义是（）

A.只用GPS进行姿态解算

B.IMU高频输出姿态，GNSS输出位置，两者数据融合得到导航解

C.只依靠磁罗盘计算位置

D.完全不依赖惯性传感器出现导航传感器报错，下述处置流程优先级正确的是（）

A.告警→直接起飞空中校准→继续作业

B.告警→地面复现故障，排查硬件接线→重新校准→自检合格再飞行

C.告警→只重启遥控器即可

D.告警→调高飞行高度即可消除GNSS模块安装要求，错误的是（）

A.GPS天线上方不要被碳板、金属件遮挡

B.天线尽量远离动力电源线、大电流设备，减少电磁干扰

C.可以埋在机身内部金属外壳下面

D.保证天线朝上，无遮挡磁罗盘校准完成后，换用带强磁的任务载荷，会发生（）

A.导航精度不受任何影响

B.引入硬磁/软磁干扰，航向出错，出现漂移转圈风险

C.GPS搜星数量自动增加

D.IMU自动补偿磁场误差二、判断题（共10题，每题2分，共20分，正确√，错误×）IMU校准必须保证飞机静止，晃动飞行器会造成校准结果错误。（）磁罗盘校准可以完全消除远处高压输电线带来的外部磁场干扰。（）GPS卫星数量越多，不代表磁罗盘航向一定准确。（）只要IMU自检通过，就一定代表硬件完全无故障，飞行不会漂移。（）RTK固定解状态丢失，只能降落，完全不能继续飞行。（）导航系统故障分为硬件故障、参数设置错误、环境干扰三大类。（）可以在飞行过程中执行IMU与磁罗盘校准。（）返航点错误，即便导航传感器硬件完好，失控返航也会飞错位置。（）IMU漂移会随工作温度变化，温度剧变会加剧IMU误差。（）光流定位可以完全替代GNSS实现远距离航线飞行。（）三、简答题（共4题，每题10分，共40分）简述无人机起飞前导航系统完整检查项目。飞行中发生GNSS（GPS）信号丢失，请写出故障现象和处置流程。磁罗盘航向偏差大，请列举至少4项故障原因和对应排查处置方法。简述IMU惯性测量单元校准操作要点及禁忌事项。参考答案与详细解析一、单项选择题答案：C

解析：电池电压略低、飞控供电正常，一般不会直接造成GPS搜星不足；遮挡、天线硬件损坏、电磁干扰是搜星差主要原因。答案：B

解析：马桶漂移绕圈是磁罗盘最典型故障现象，磁场干扰或者校准失败，航向解算错误，飞控持续错误修正姿态，出现转圈漂移。答案：B

解析：挂载金属、磁性设备后磁场环境改变，必须重校准；金属地面、车顶不能校准；严禁空中校准；校准不能消除外部强磁场干扰。答案：A

解析：IMU校准必须静止、水平台面，远离震动；不需要GPS信号，不能手持晃动校准。答案：B

解析：GNSS丢失切换姿态模式，IMU维持姿态，但没有位置信息，飞行器会漂移，不会自动返航，需要飞行员手动操控。答案：A

解析：RTK浮动解大多是基站、卫星信号问题；IMU、罗盘故障不直接造成RTK解算模式变化。答案：B

解析：固定航向偏差优先看罗盘安装朝向、机头参数设置、罗盘校准；GPS天线影响定位，不直接带来航向偏差。答案：B

解析：IMU温度异常必须停机冷却，异常不消除禁止飞行，高温会造成惯性传感器误差放大。答案：D

解析：ESC电调属于动力系统，不属于导航传感器。答案：A

解析：磁罗盘必须三维校准：水平旋转，再俯仰机头朝下旋转，完成全空间磁场采集。答案：A

解析：搜星充足但悬停漂移，优先考虑罗盘、IMU校准问题、局部磁场干扰，与电池、图传无关。答案：C

解析：部分机型可以手动更新返航点，部分条件下自动更新，不是永久不变。答案：B

解析：IMU输出三轴加速度、角速度，解算飞行器姿态角；位置经纬度由GNSS提供。答案：B

解析：磁罗盘故障航向不可信，严禁自动返航、自动航线，只能姿态模式手动操控返航。答案：C

解析：IMU加速度计故障影响姿态，不会直接造成气压计高度读数错误。答案：A

解析：光流依赖地面纹理，高度太高、地面光滑无纹理，定位失效。答案：B

解析：组合导航：IMU高频输出姿态，GNSS输出位置，数据融合输出导航结果。答案：B

解析：导航传感器告警，地面排查硬件接线，重新校准，自检合格才可飞行，禁止带告警起飞。答案：C

解析：GPS天线不能被金属遮挡，金属会屏蔽卫星信号。答案：B

解析：磁性载荷带来硬磁干扰，造成航向出错，漂移转圈；罗盘不会自动补偿外来强磁载荷。二、判断题√解析：晃动会采集错误数据，IMU校准要求完全静止。×解析：校准只能补偿本机自身磁场，不能消除外部高压电等环境磁场。√解析：GPS只负责位置；航向依靠磁罗盘，搜星多不代表罗盘正常。×解析：自检通过仅代表没有硬件报错，温度、老化仍可带来漂移误差。×解析：RTK变为浮动解，精度下降，可评估环境，谨慎飞行，不是必须立刻降落。√解析：导航故障三大来源：硬件损坏、参数设置错误、外部环境干扰。×解析：IMU、磁罗盘都必须在地面静止条件下校准，禁止空中校准。√解析：返航点记录错误，硬件完好，返航依然飞到错误坐标。√解析：IMU传感器受温度影响大，温度剧变会增大漂移误差。×解析：光流只适合近距离低空，不能替代GNSS远距离航线飞行。三、简答题参考答案简述无人机起飞前导航系统完整检查项目

①检查GNSS天线安装牢固，无遮挡，确认搜星数量满足起飞阈值；

②查看IMU状态，无温度告警、传感器报错；

③磁罗盘状态，航向读数与实际机头方向基本一致，无磁场告警；

④RTK设备检查基站供电，查看解算状态（固定/浮动解）；

⑤确认返航点Home点记录成功；

⑥光流模块镜头清洁无遮挡（室内低空作业）；

⑦地面站导航数据：位置、航向、高度、地速数据无跳变异常；

⑧刚经过磕碰、更换挂载后完成IMU、磁罗盘校准，自检全部通过。飞行中发生GNSS（GPS）信号丢失，请写出故障现象和处置流程

故障现象：GPS模式退出，切换姿态模式；定位失效，飞行器发生漂移；地面站搜星数量骤降，无位置更新，失控返航功能不可用。

处置流程：

①保持冷静，手动操控，降低飞行高度，远离建筑障碍物；

②观察环境，尝试飞到开阔无遮挡区域，等待卫星信号恢复；

③GNSS长时间无法恢复，禁止自动返航、自动航线；

④手动操控向起飞点方向飞行，选择安全场地就近降落；

⑤落地后排查GPS天线、接线、干扰源，故障未排除禁止再次起飞。磁罗盘航向偏差大，请列举至少4项故障原因和对应排查处置方法

①原因：校准地点有金属/磁场干扰，校准无效；处置：转移至无金属开阔场地，重新完整三维校准罗盘。

②原因：加装磁性、金属任务载荷，引入磁场干扰；处置：移除干扰载荷，或带载荷状态重新校准；评估干扰过大则禁止飞行。

③原因：磁罗盘安装位置偏移，安装朝向设置错误；处置：检查罗盘硬件安装，飞控内修正机头朝向参数。

④原因：周边高压电塔、大型钢结构带来外部强磁场；处置：更换飞行场地，磁场干扰环境无法通过校准解决。

⑤原因：罗盘硬件损坏、接线松动；处置：检查接线，硬件损坏更换模块。（任选4点即可）简述IMU惯性测量单元校准操作要点及禁忌事