新市无人机飞控全面解析

aywzj

无人机（UAV）导航飞控系统是无人机的关键核心系统之一。它在部分情况下，按具体功能又可划分为导航子系统和飞控子系统两部分。导航子系统的功能是向无人机提供相对于所选定的参考坐标系的位置、速度、飞行姿态、引导无人机沿指定航线安全、准时、准确地飞行。完善的无人机导航子系统具有以下功能：

（1）获得必要的导航要素，包括高度、速度、姿态、航向；

（2）给出满足精度要求的定位信息，包括经度、纬度；

（4）接收预定任务航线计划的装定，并对任务航线的执行进行动态管理；

（5）接收控制站的导航模式控制指令并执行，具有指令导航模式与预定航线飞行模式相互切换的功能；

（6）具有接收并融合无人机其他设备的辅助导航定位信息的能力；

【蓝悦】无人机飞控原因可能是在数字表面模型DSM上进行高程值量测时，有植被覆盖的区域没有准确地切合到地面，未能反映地表的真实高程值。本文通过工程实例表明，在平原地区由天狼星无人机航测系统得到的DEM、DOM能够达到1∶500数字测图的要求，验证了其在免像控大比例尺地形图测绘中的可行性。与传统无人机测图相比，不仅提高了测图精度，更提高了工作效率。但是，本文所选测区面积较小，且地势较为平坦，在接下来的工作中，会继续选择更大范围、地形起伏大的区域进行航测实验，以提高天狼星无人机航测系统的普适性。随着无人机技术的发展，国家低空空域有序开放，集成了高精度系统的免像控无人机航测技术必将成为空间地理信息获取的重要手段，更广泛地应用于大比例尺地形图测绘、灾害应急处理、智慧城市建设等领域。

飞控子系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务、返厂回收等整个飞行过程的核心系统，对无人机实现全权控制与管理，因此飞控子系统之于无人机相当于驾驶员之于有人机，是无人机执行任务的关键。飞控子系统主要具有如下功能：

与导航子系统协调完成航迹控制；  无人机起飞（发射）与着陆（回收）控制；  无人机任务设备管理与控制；

【蓝悦】无人机飞控最小值为0.019m，平面点位中误差为0.049m，根据规范《基础地理信息数字成果1∶1∶∶2000数字线划图》，在平地、丘陵地区，1∶500比例尺的数字正射影像图明显地物点的平面位置中误差不应大于0.3m，所以，平面精度远远高于规范要求。3)检核点z方向坐标偏差整体大于x和y方向的坐标偏差，***值为0.079m，最小值为0.005m，高程中误差为0.059m，说明高程精度略低于平面精度。根据规范《基础地理信息数字成果1∶1∶1∶2000线划图》，在平地区域，1∶500比例尺数字高程模型检核点的中误差不应大于0.2m，所以，高程精度同样可以达到规范要求。4)分析发现，占88%的检核点的影像量测高程值高于实测高程。

飞控子系统实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。以上所列的功能中第1、4和6项是所有无人机飞行控制系统所必须具备的功能，而其他项则不是每一种飞行控制系统都具备的，也不是每一种无人机都需要的，根据具体无人机的种类和型号可进行选择、裁剪和组合。

【蓝悦】无人机飞控是一片占地四公顷的砾石坑（图1）。之所以选择砾石坑，是因为砾石坑是一种典型的测量场地，对这种场地来说，数字点云是最为重要的输出数据，可用于容积计算、坡度测量、坡脚和坡顶检测、等高线的生成等。该砾石坑底部较深（约40米），此外它还具有水平、垂直和外悬的剖面，因此被我们选中。图项目场地，Trimble’sSX10机器扫描全站仪（图2）使用的是激光扫描技术，而senseFly’seBeePlus无人机（或UAV/UAS）使用的是无人机测量技术。这种无人机内置RTK/PPK功能（图2），并且搭载***.ARGB相机。图senseFlyeBeePlus无人机（左）、Trimble’sSX10手动控制器（中）和带有手提箱的SX10扫描全站仪（右）。

【蓝悦】无人机飞控普通爱好者也可以利用从网络买到的硬件和从论坛获得的软件模拟遥控器向无人机发送控制信号，并覆盖真正遥控器的信号，从而获得无人机的控制权。很多无人机为方便用户使用手机和平板电脑等移动设备进行操控，直接使用Wi-Fi进行交互。这样一来，一些在互联网中已经很成熟的技术就可以直接应用在无人机上。例如，通过无人机控制系统中开放的端口或密码猜解等手段，进入控制系统实现对无人机的控制。开发出“萨米蠕虫病毒”的传奇萨米卡姆卡尔(SamyKamkar)就利用这个原理编写了一个名为“SkyJack”的无人机软件，并将软件安装到经过特殊配置的无人机中，SkyJack在空中飞行并寻找Wi-Fi范围内的其他无人机，然后入侵该无人机并取得控制权。