（纯黑）为基本知识点，正文文本为不加粗的“宋体”16px；
#66CCFF（06737151，天依蓝，RGB(102,204,255)，RGBColor[0.4,0.8,1]）是题库里面没有加粗的试题，所对应的知识点；
#FF0000（16711680，纯红色）是无人机配件方面的基本常识；
#FFB11B（16757019，果黄橙，奇迹橙，RGB(255,177,27)）是题库里面加粗的试题对应的知识点；
#FFC0CB（16761035，妮可粉，RGB(255,192,203)）是一些不重要的注释性内容；
考这个证，主要是说要系统了解这个行业，一个完整的（航拍/植保/测绘……）任务有哪些流程（从接任务到计划，再到“外业”采集数据，最后是“内业”处理数据），都要知道。*/
第一部分——无人机硬件基础入门
1.1.1概念
植保无人机的概念
用于农业、林业等行业，进行植物保护的无人驾驶飞机，由飞行平台与喷洒系统组成，通过地面人员遥控，“飞控”自主作业，来完成规定的植保作业任务。
比如说，农药喷雾作业、叶面肥料喷雾作业、促进授粉作业等。
如无特别说明，默认设置为“应用于农业领域的无人驾驶植保机”。
/*我个人感觉，可能是说，林业方面的应用，我们暂时不便于介入，所以这本书就一笔带过？*/
1.1.2总的分类
农业植保无人机的分类
一、飞行平台
1.直升机植保机
直升机的“前进”（W）、“后退”（S）、“上升”（shift）、“下降”（ctrl）主要依靠调整主螺旋桨的倾斜角度来实现，“转向”（左A右D）操作是通过调整“尾桨”（机尾的螺旋桨）来实现。
直升机的优势，在于具有统一且稳定的下压风场，穿透性强，效果好；
直升机的缺陷，在于结构复杂，操作难度大，培训周期长，并且，发生事故时，损失较大，需要较长的维修周期和更多的配件投入。
2.多旋翼植保机
具有操作简单、结构简单、价格相对较低的特点；
但是载重量、续航参数等性能参数，相对较低；
因为具有多个旋翼，所以存在多个互相干扰的风场，导致其植保效果，稍弱于直升机植保机。
（按照发动机类型分类）
主要是分为油动机与电动机，当然，目前多以电动为主。
1.油动直升机植保机
但其使用的发动机，多为航模领域发动机，存在调试困难、寿命较短等缺点，往往只有300小时左右，大大提高了产品维护，以及植保机作业的成本。
油动直升机，操作复杂、培训成本高、维护成本高、作业成本高、机器成本高，因此，油动直升机植保机发展十余年，却始终无法在我国大规模推广。
2.电动直升机植保机
是在前者的基础上，解决了发动机寿命过短、调试困难等问题，而产生的新型直升机——采用无刷电机与锂电池作为动力，使电机寿命和效率大大提高，但同时，续航和载重性能也都稍有下降。
仍然存在培训周期较长、摔机成本较大、维修周期较长等问题，因此，市场保有量要低于多旋翼植保机。
3.电动多旋翼植保机
主要优点，在于操作简单、性能可靠，处于“工作年龄范围”（18～45岁）内，且身体健康的零基础学员，可以在10天左右学会，进行作业。
并且，购买成本、摔机成本、维护成本，都低于直升机植保机，因此，得以迅速发展。
4.油动多旋翼植保机
是近两年才发展起来的设备，尚未在市场进行大规模的应用。
1.1.3具体分类
多旋翼植保无人机的分类
一、旋翼数量
按照旋翼数量进行分类
1.四旋翼植保机
结构简单、飞行效率高，因此，市场保有量大；
但是，四旋翼植保机的任何一个电机发生停转，或者是螺旋桨断裂，都将导致植保机坠毁，所以，安全性较低。
2.六旋翼植保机
在四旋翼植保机的基础上，增加旋翼数量，而形成的设计——当其中一个旋翼失去动力时，依然能够保持机身的平衡与稳定，因此，稳定性高于四旋翼植保机。
随着旋翼数量增加，在同样的机身重量下，单个旋翼所形成的风场面积减小，提高了多旋翼植保机风场的复杂程度。
3.八旋翼植保机
根据设备性能不同，最多可以实现不相邻的两旋翼同时动力缺失，而依然能够稳定悬停，提升了多旋翼植保机的稳定性。
动力冗余性的设计，是在强调设备稳定性的前提下，而产生的，将多旋翼植保机的安全性，又提升到了一个新的台阶。
单个旋翼风场面积进一步下降，也是安全性设计所带来的负面效果。
八旋翼无人机的主要优势是“动力冗余”——可以实现一桨“空载”（停转）而保持悬停。
二、气动布局
按照进行分类
1.X形
原理是，在无人机前进方向的等分角度（左前方和右前方，距机头前进方向均45°）放置相反方向的电机，以抵消电机转动时产生的反扭力。
因此，是目前多旋翼植保机最常见的布局，此布局的两个机臂同时朝前，从外形来看，是一个“X”的形状。
电机编号规则：
单数编号电机（1、3、5、7）是“正桨”（逆时针，CCW）、
双数编号电机（2、4、6、8）是“反桨”（顺时针，CW）。
2.十字形
是最早出现的一种多旋翼无人机气动布局之一，相对简单，只需要改变轴向上电机的转速，即可改变无人机姿态，从而实现基础飞行。
因此，便于简化飞控算法的开发。
但其构造，导致无人机在前行航拍时，正前方螺旋桨会进入画面，造成不便。
随着飞控系统的进化，十字形逐渐被X形布局取代。
十字形结构多旋翼无人机，在喷头布置上，有优势——可以在左右对称的两个电机，以及朝前的电机下面，分别布置一个喷头，三个喷头，在平面空间形成完整的喷雾范围。
1.1.4性能特点
多旋翼植保无人机的性能特点
由于可以利用无人机进行低空农田信息采集，准确、清晰地获得农田信息，实现精准农业，因此，多旋翼无人机已经广泛应用于农作物植保领域。
1.培训周期短
由于多旋翼无人机，操纵简单、起降方便、不需要专门的起降场地，因此能够迅速扩大应用领域。
且已经具备自动作业的能力，使多旋翼无人机操作员培训，具有培训周期短、培训成本低、对人员素质要求不高的特点。
2.高效作业
多旋翼植保机的作业效率，是人工作业的50倍以上，且引入航线规划系统，可避免重喷、漏喷，所带来的作业效果下降的情况。
在土地流转加速、耕地集中的前提下，如果突发大面积病虫害，人工作业无法快速全部覆盖，而使用无人机，可以快速解决大面积农作物的病虫草害。
3.作业效果好
多旋翼无人机，在作业时，会产生强烈的下行气流，可将药雾快速直达作物，也可以对作物进行摇动，促进药雾更好地到达作物叶片背面，以及根茎部位。
4.操作安全
在传统的人工喷洒作业中，人员处于药雾环境当中，一旦保护不当，或者喷雾器出现农药泄露（“跑、冒、滴、漏”）情况，作业人员极易出现农药中毒。
而使用多旋翼无人机进行作业，可使人员远离作业区域，保证了人员安全。
5.环保
飞防植保，属于高浓度、低容量作业，此作业方式，具有节水、省药的特点，有效减少了农药残留，以及土壤农药污染的问题。
同时，规模化的喷洒方式，有利于政府对农作物质量的控制。
1.1.5其它应用
多旋翼无人机的其它应用领域
多旋翼无人机具有——较高的稳定性、较低的操作性、便利的适用性，因此具有其它类型所不具有的独特优势，得以广泛运用于各个领域。
农业
林业
测绘
气象
警用
物流运输
灾情检测
航空摄影
公共安全
城市规划
……
/*我个人感觉，可能是说，这本书主要是说多旋翼无人机在植保方面的应用，其它的，不是重点，所以这本书就只是提一下。*/
1.航拍
相对于无人直升机，多旋翼无人机大大降低了进行航空拍摄的成本，且飞行稳定性高、空中可悬停。
多旋翼无人机搭载高清摄像机，可以根据现场情况，灵活作业，用于电视、电影、节目、新闻拍摄中。
2.巡检
将多旋翼无人机应用于电力架线巡线，可将一上午的任务缩短到数分钟内完成，大大提高了速度和效率。
其原理，是装有高清图像传输设备的多旋翼无人机，可以将拍摄到的画面，实时传输到地面——而装配了GNSS等设备的多旋翼无人机，可以稳定悬停，进而对需要检测的部分，进行仔细观察。
可见光录像、远距离摄影、红外热成像、绝缘子检测，等应用，不仅大大提升了线路巡视的质量和效率，还可以降低人员的作业风险和作业强度，改善工作环境，提升输电线路的维护管理水平。
3.救援
1.2飞行平台
（电动多旋翼植保无人机的构成）
电动多旋翼植保无人机飞行平台飞控系统动力系统链路系统喷雾系统硬件设备药液溶液
1.2.1机身构成
零、机型构成
/*注意，这本书，隶属于“大疆慧飞无人机应用技术”系列，所以，必须要强调自己的产品。*/
大疆植保无人机2016年：MG-12017年：MG-1s2018年：MG-1p
机壳
机臂
电机
脚架
电池
药箱
雷达
螺旋桨
喷杆
喷头
空气滤网
RTK天线，RTK（Real-timekinematic，实时动态）
避障雷达
一、遥控器
是对无人机进行操作的主要平台，内含操作地面站，可以对无人机的各项参数进行设置。
开关
连接显示
屏幕
天线
摇杆
返航键
电量指示
从安全角度要求“规范操作”——无人机准备飞行时，需要先开启遥控器，再接通无人机电源；结束飞行时，需要先关闭无人机电源，再关闭遥控器。
二、雷达
用于定高与避障的功能部件。
三、安全
1.视觉系统
视觉系统用于将无人机的前方影像传输到遥控器，方便操作人员确认无人机所处环境。
2.照明系统
LED（LightEmittingDiode，发光二极管）用于夜间照明，照亮无人机的前方区域。
3.空气过滤
避免杂质进人机身内部。
四、喷洒
喷洒系统，由药箱、液位计、药箱滤网、水泵、流量计、液管、喷头、泄压阀等，共同构成。
采用压力式喷头，因“压力式喷洒系统”具有穿透力强、耐腐蚀、喷头便于清洗和更换、使用寿命长等优点；但是对药剂有一定要求，应尽量使用水基化药剂，且流量可调节范围较小。
1.容器
药箱是装载药液、承载电池的部件。
药箱滤网是放置在药箱进液口的过滤装置，对进入药箱的药液进行第一次过滤。
2.动力
（一般是4套喷头，机头、机尾方向各两个，由左右两个水泵单独控制。通过双水泵的控制方式，可以做到精准流量控制。）
3.监测
液位计用于确认药液量；
流量计用于精确计算实际流量。
4.末端
喷头由喷嘴和泄压阀构成，药液在水泵产生的压力作用下，通过喷嘴雾化，最终实现喷洒。
泄压阀可以协助排出管内空气，使喷洒系统正常工作。
1.2.2飞控系统
多旋翼无人机都是通过改变不同电机的转速，实现对无人机的控制。
飞控系统设备包括：主控单元、IMU（惯性测量单元）、GNSS（全球导航卫星系统）、compass（磁罗盘）、LED指示灯和PMU（电源管理模块）。
“飞行控制系统”通过高效的“控制算法”内核，能够精准地感应（并计算）出无人机的飞行姿态等数据，再通过“主控制单元”，实现精准定位悬停、自主平稳飞行。
“飞行控制系统”是目前实现多旋翼无人机简单操控和精准飞行的必备条件，如果缺失，多旋翼无人机将无法保持飞行平稳，将失去实用价值。
“飞行控制系统”一般主要由主控单元、IMU、GNSS、LED、PMU等单元模块构成：
“惯性测量单元”是角速度和加速度传感器，侦测运动姿态，反馈给主控；
磁罗盘（指南针）是方向传感器，侦测方向、位置，反馈给主控；
“主控单元”需要在获得角速度、加速度、方向，等姿态信息后，才能够通过数据分析，保持自身的平衡；
GNSS是全球定位系统，能够确定无人机所处的经纬度，保障无人机实现定点悬停，以及自动航线飞行。
多旋翼无人机的飞控系统，由指令输入、数据处理、指令执行，三个部分：
地面站和遥控器将指令输入到主控单元；
主控单元由PMU提供能源，才能够处理IMU、GPS和磁罗盘反馈的数据；
主控单元通过算法，将指令加工后，传输给电调和舵机进行执行。
一、主控单元
主控单元类似于人类的大脑，主要功能是接收传感器信号，并实现无人机的全部功能。
主控是整个飞行控制系统的核心，将IMU、GNSS指南针、遥控接收机等设备，接入飞行控制系统，从而实现无人机的全部功能。
某些主控器，还具备记录飞行数据的“黑匣子”（blackbox，电子飞行记录仪的俗称）功能，也能够通过USB接口，进行飞行参数调节和系统固件升级。
二、IMU
IMU（InertialMeasurementUnit，惯性测量单元），包含加速度计、加速度计、气压高度计，是一个能够高精度地感应无人机姿态、角度、高度、速度、加速度数据的“传感器集合体”。（IMU不能检测经纬度）
一个IMU，包含了三个以上单轴的加速度计，和三个以上单轴的陀螺。
加速度计，检测物体在载体坐标系统独立三轴（X、Y、Z三个坐标轴？）的加速度信号；
陀螺，检测载体相对于导航坐标系（经纬度）的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态，在导航中有着很重要的应用价值。
比如说，IMU的角速度参数发生异常，无人机将无法正常进行操作。
因此，当发现无人机状态不佳时，应及时检测IMU的陀螺仪模值与加速度模值是否正常，如果数字不在规定范围内，则需要进行校准。
三、GNSS
GNSS主要提供经纬度、高度、速度，这三组参数。配合雷达的避障功能，可以实现自动飞行。
GNSS（GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统）实际上有四个独立系统：北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。
格洛纳斯（GLONASS），是俄语“全球卫星导航系统GLOBALNAVIGATIONSATELLITESYSTEM”的缩写。GLONASS卫星星座由27颗工作星和3颗备份星组成，所以GLONASS星座共由30颗卫星组成。
伽利略卫星导航系统（Galileosatellitenavigationsystem），是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统，该计划于1999年2月由欧洲委员会公布，欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。
中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。定位精度10米、测速精度0.2米/秒、授时精度10纳秒（相当于光在真空中传播3米的耗时。1秒=1000毫秒，1毫秒=1000微秒，1微秒=1000纳秒）。截止2019年9月23日5时10分已经发射了48颗北斗导航卫星。
*/
利用定位卫星，在全球范围内，实时进行定位、导航的系统，称为“全球卫星定位系统”（GNSS），目前共4个，其中，美国于1958年研制，1964年正式投入使用的GPS系统，是最具代表性的一个。
多旋翼无人机的“自动航线飞行”功能，必须建立在清楚自身地理位置的前提下进行，因此，在没有GNSS的前提下，无法实现自动飞行；
由于飞控系统无法在没有GNSS的情况下，消除累计误差带来的无人机漂移，因此，缺失GNSS的多旋翼无人机无法实现精准定位悬停，将会在水平方向上，不断漂移。
1.作用
（1）提供经纬度，使无人机能够获得地理位置信息，从而能够实现定位悬停，以及规划航线飞行；
2.注意
影响GNSS信号质量的因素
（2）太阳因素，比如说太阳黑子，可能会降低信号强度，但是一般不会影响到定位；
（3）处于电磁环境中，会产生不同程度的干扰，比如说电气电磁干扰、无线电、强磁场；
（4）城市高楼的垂直拔高，较少存在反射面，会导致GNSS信号降低、信号微弱，而造成设备漂移；（无人机应避免在钢结构区域飞行）
（5）GNSS信号，在空旷区域接收效果最佳，密集的高层建筑物，会对GNSS信号构成影响；（周边约开阔，GNSS信号也就越好）
（6）在峡谷中，由于存在高山遮挡，只能接收头顶上一到两颗卫星的信号。
在高压线、信号发射塔附近飞行，会干扰无人机的磁罗盘信号和遥控器信号，造成无人机失控。（不会降低飞行效率）
室内GNSS信号较差，且存在较多的含铁物体，无人机有可能无法在GNSS模式下飞行——在室内飞行，会降低飞行效率！
四、磁罗盘
磁罗盘负责感应的参数是“方向”（角度和方位），不参与加速度大小的运算。
【CET4单词】compass
英[kmps]
美[kmps]
n.罗盘，指南针；罗经，罗盘仪；圆规，两脚规；范围，范畴，界限
复数：compasses
记忆技巧：com共同+pass走；通过→共同走过的地方→〔经过的〕范围
1.地磁
地球拥有磁场，“地磁北极”（N）位于“地理南极”（南极点）附近，“地磁南极”（S）位于“地理北极”（北极点）附近，由于地磁磁极的成因是外核电子随地球自转的电流而产生的磁场，与地球自转所形成的地理两极不完全重合，而是存在“磁偏角”（Magneticdeclination，磁针静止时，所指的北方与北极点方向的夹角）。
地球磁场属于电磁场，随地球公转，但不随地球自转。
/*高斯，简称高，非国际通用的磁感应强度的单位。一段导线，若放在磁感应强度均匀的磁场中，方向与磁感应强度方向垂直的长直导线在通有1电磁系单位的稳恒电流时，在每厘米长度的导线受到电磁力为1达因，则该磁感应强度就定义为1高斯。高斯是很小的单位，10000高斯等于1特斯拉（T）。高斯是常见非法定计量单位，特[斯拉]是法定计量单位。*/
地磁信号的特点，是使用范围大，但是强度较低，往往低于1高斯（电机中的“钕铁硼磁铁”磁场有几千高斯），极易受到其它磁体的干扰（铁磁性的物质，都会对磁罗盘产生干扰）。
如果飞行环境中，存在大块金属、高压电线、信号发射站、磁矿、停车场、桥洞、带有地下钢筋的建筑，或者是钢结构厂房，等设施或者物体，就需要谨慎留意磁罗盘的运行状态。
在地球表面的不同地区，地磁信号会有细微差别，并且，在两极地区，磁罗盘无法正常使用。
磁罗盘容易受到干扰的根本原因，是因为地球磁场信号较弱。
磁罗盘依靠极其微弱的地磁信号确认方向，一旦无人机接触到的磁场强于地磁，就会产生磁罗盘异常。任何含铁的物体都会对无人机产生影响。
电量不足，不会引起磁罗盘异常。
2.指南针
“磁罗盘”也被称为“指南针”，利用地磁场固有的指向性，测量空间姿态角度。
它可以测量载体三维姿态数据，从而大量使用在航海、石油钻井、水下平台作业、飞机姿态测量、机器人控制等领域。
数字磁罗盘，具有体积小、航向精度高、倾斜范围宽、频响高、低功耗等优点，适用于既对航向精度有较高要求，同时又对功耗、体积有限制的场合。
000°→正北方→N
045°→东北方→NE
090°→正东方→E
135°→东南方→SE
180°→正南方→S
225°→西南方→SW
270°→正西方→W
315°→西北方→NW
360°→正北方→N
3.民航领域
磁罗盘主要提供角度数据，使飞行器可以随时了解自身所处的方位，为人员操纵提供了数据支持。
在地球上，指向地心的方向为下，逆地心的方向为上，上与下都是垂直方向。
在地平面上，东（正东）、西（正西）、南（正南）、北（正北），是最基本的四个方向：
东（East）；沿着纬线顺地球自转方向为正东；
西（West）；沿着纬线逆地球自转方向为正西；
南（South）；沿着经线朝着北极的方向为正北；
北（North）；沿经线朝着南极的方向，就是正南；
地平方向是根据经线和纬线来确定的。具体的说，一切纬线都表示正东正西方向。
南、北方向是根据经线确定的。一切经线都表示正南正北方向。
在“方位角”中，
正北方：000°或360°
正东方：090°
正南方：180°
正西方：270°
用于“极坐标系”中。
当使用多旋翼无人机，从一个地点，进入一个较远的地区的时候，应该首先对磁罗盘进行校准，使其能够良好工作——在进行磁罗盘校准时，应将手机、钥匙等，铁磁性物品从身上取出，再进行操作。（请勿在室内或者是大块金属附近进行校准）
将无人机带到遥远的区域后（位置产生了较大变化），通电时应首先进行磁罗盘校准！
在无人机显示磁罗盘异常，或者是在飞行过程中产生严重漂移时，都需要进行校准。
五、辅助设备
1.LED
LED指示灯模块，是在飞行过程中，用于实时显示飞行状态的显示设备，主要通过颜色、频率、闪烁次数等参数，对各种状态进行表达，帮助飞手实时了解无人机的各项状态。
2.PMU
电源管理模块（PowerManagementUnit）的主要功能，是为整个飞控系统与接收机供电，同时还提供了一个测量动力电池电压的接口，以及两个Can-Bus扩展，用于电压检测和低电量警告。
PMU是powermanagementunit的缩写，中文名称为电源管理单元，是一种高度集成的、针对便携式应用的电源管理方案，即将传统分立的若干类电源管理器件整合在单个的封装之内，这样可实现更高的电源转换效率和更低功耗，及更少的组件数以适应缩小的板级空间。
PMU的作用是检测电池电压，并将动力电池的电压转变为飞控系统所需要的电压，向飞控系统进行供电。
注意，无刷电机必须要通过无刷电调的驱动，才能够运转。
所以，PMU不能够对电机供电。
六、组合导航
将GNSS、磁罗盘、气压计等系统中的，一个或者几个传感器，与IMU惯性测量单元集合在一起，进行“数据融合”，形成综合导航系统：
GNSS提供经纬度和高度等数据；
磁罗盘提供角度数据；
气压计主要提供高度数据；
IMU提供角速度和加速度数据；
“主控单元”进行“数据融合”后，进行输出。
大多数组合导航系统，以“惯性导航系统”为主，能够提供比较多的导航参数，还能够提供全姿态信息参数，这是其他导航系统所不能比拟的。
1.球面位置
一部多旋翼无人机，在关闭了GNSS的情况下，只有“惯性测量单元”，也能够正常飞行，但是由于会存在累计误差，而无法把自己定位在地球大气层内的某一个确定的点，因此，只能够在保障自身平衡的前提下，不断进行漂移。
在“惯性测量单元”的前提下，再加上GNSS全球定位系统，无人机能够明确自己所处的位置，一旦发现自己偏离了这个位置，主控单元会发出指令，要求自己返回当前这个地理位置。
2.高度控制
“惯性测量单元”可以测量加速度，却无法测量无人机所处的具体高度；
GNSS可以测量无人机的相对高度，但是存在一定的误差；
再加入气压计，直接对气压进行测量
3.方位测量
“磁罗盘”能够对地球磁场直接进行测量，进行无人机角度的确定，而地球磁场是相对固定的，因此，能够对“惯性测量单元”的角度进行矫正。
七、飞行模式
1.GNSS模式
GNSS模式具有自动保持无人机姿态平稳、精准定位等功能，在此模式下，无人机可以实现定位悬停、自动返航降落等功能。
在GNSS模式下，IMU、GPS、磁罗盘、气压计全部正常工作，在没有受到大风等外力作用的情况下，无人机将一直保持当前相对高度和地理位置。
只有在GNSS参与的情况下，无人机才知道自己在哪儿、自己该去哪儿。
“抗风等级”是多旋翼无人机能够正常飞行的气象环境之一，风速超过“抗风等级”，无法保证飞行安全，故应当在无人机的“抗风等级”以内进行飞行。
同时，在风速较快，或者是进行植保作业时，均应避免有人处于无人机的下风向，也应避免进行较远距离飞行。
雾霾的最大影响是降低能见度。
【飞行安全】注意，为了避免无人机失控，需要先开遥控器再接通无人机电源，才能够准备飞行；然后需要先无人机电源，再关遥控器。
2.姿态模式
姿态模式关闭了GNSS设备，只能够实现自动保持无人机姿态和高度的功能，不能够实现自主定位悬停，将沿水平方向漂移。
在姿态模式下，没有GNSS的地理位置信息，无人机无法稳定悬停在某个点，只能够持续不稳定地进行漂移，需要进行人工调整。
因此，姿态模式的操作难度，大于GNSS模式。
多旋翼植保无人机，普遍工作在GNSS模式下，而姿态模式的存在，只是作为应急时需要操作的飞行模式。
八、摇杆模式
无人机遥控器的左右两侧，各有一个摇杆，摇杆处于整个行程的中立位，可以前后左右进行拨动，四个方向分别对应油门（垂直升降）、偏航（左右旋转）、俯仰（前后俯仰）、横滚（左右横滚）——静止不到不是运动动作！
在实际操作中，通过两个摇杆、四个基本动作，即可控制无人机在三维空间内，完成全部飞行动作。
主流操作方式，分别被称为“美国手”与“日本手”：
“美国手”左摇杆控制偏航（Q/E）与油门（shift/ctrl），右摇杆控制横滚（A/D）与俯仰（W/S）：
油门摇杆用于控制飞行器的升降——（高度控制）
上推→升高（shift？）高度；
下拉→下降（ctrl？）高度；
正中→自动定高功能，在飞行器起飞时，必须要将油门摇杆上推过中间位置，飞行器才能够离地起飞。（定高主要依靠气压计或者是雷达）
偏航摇杆由于控制飞行器的航向——（水平旋转）
左转（Q？）→逆时针旋转，第一人称视角下，面向正前方，逆时针旋转就是左转；
右转（E？）→顺时针旋转，第一人称视角下，面向正前方，顺时针旋转就是右转；
正中→飞行器不旋转，注意，摇杆“杆量”（偏离正中间位置的角度）对应飞行器旋转的角速度，可以理解为两者大致成正比。
俯仰摇杆用于控制飞行器的进退——（水平移动）
上推（W？）→飞行器向前倾斜，并向机头方向飞行；
下拉（S？）→飞行器向后倾斜，并向机尾方向飞行；
正中→飞行器的前后方向保持水平，注意，摇杆“杆量”（偏离正中间位置的角度）对应飞行器前后倾斜的角度，越大则飞行速度越快。
横滚摇杆用于控制飞行器的左右——（水平移动）
左打（A？）→飞行器向左倾斜，并向左侧飞行；
右打（D？）→飞行器向右倾斜，并向右侧飞行；
正中→飞行器的左右方向保持水平，注意，摇杆“杆量”（偏离正中间位置的角度）对应飞行器左右倾斜的角度，越大则飞行速度越快。
综上所述，
左摇杆——前推是上升，下拉是下降；左打是逆时针旋转，右打是顺时针旋转。
右摇杆——前推是前进，下拉是后退；左打是向左侧飞行，右打是向右侧飞行。
“日本手”左摇杆控制横滚与俯仰，右摇杆控制偏航与油门。
左摇杆——前推是前进，下拉是后退；左打是向左侧飞行，右打是向右侧飞行。
右摇杆——前推是上升，下拉是下降；左打是逆时针旋转，右打是顺时针旋转。
1.2.3动力系统
多旋翼无人机的动力系统，除了电池和充电器之外（这两个配件，其实是供能设备），还有电子调速器、电机、螺旋桨等部分。
无刷电机必须要通过电子调速器才能够转动——电子调速器驱动无刷电机运转，并调节转速，没有电子调速器，无刷电机无法连续转动。
螺旋桨是最终产生升力的部分，由无刷电机进行驱动——整个多旋翼无人机，本质上来说，是因为螺旋桨的旋转，而获得升力，并进行飞行。
多旋翼无人机的螺旋桨与电机，直接固定，螺旋桨的转速，等同于电机的转速——无刷电机必须要在“无刷电子调速器”（控制器）的控制下，才能够进行正常工作。
无刷电机是一种能量转换设备，将电能转换为机械能，并传输给螺旋桨，使整个多旋翼无人机获得升力。
电子调速器，由电池供电，将电池输入的“直流电”，转换为无刷电机需要的“三相交流电”，并根据主控的指令信号，对电机进行调速控制。
（通过改变无刷电机与电调，三根线之间的连接顺序，可以改变电机转向）
电池，是整个系统的电力储备部分，负责为整个系统供电——而充电器，则是负责为电池供电的地面设备。
综上所述，多旋翼无人机的动力系统，主要分为四个模块：
“动力输出”模块——电子调速器通过控制无刷电机的转速，来控制螺旋桨的转速；
“升力获得”模块——螺旋桨与无刷电机共同旋转，驱动多旋翼无人机附近的空气向下流动，由于力的相互作用，整个多旋翼无人机就获得了一个向上的升力。（当油门摇杆上推过中间位置后，飞行器就离地起飞了）
一、无刷电机
“无刷直流电机”，简称“无刷电机”（BLDC），多旋翼无人机常用的是“三相（无刷外转子）电机”。不耐高温，且应避免进水。
0.电机编号
关于电机编号——
单数编号电机（1、3、5、7）逆时针旋转，搭配“正桨”（CCW）；
双数编号电机（2、4、6、8）顺时针旋转，搭配“反桨”（CW）。
电机与螺旋桨的旋转属性必须是一致的，否则将引起故障！
1.旧东西的缺点
普通的“有刷直流电机”，利用“电枢组”旋转换向，普通直流电机，使用碳刷换向，存在以下缺点：
（1）机械换向产生的火花，引起换向器和电刷摩擦、电磁干扰、噪声大、寿命短；
（2）结构复杂、可靠性差、故障多，需要经常维护；
（3）换向器的存在，限制转子惯量的进一步下降，影响动态性能。
2.新东西的好处
“无刷电机”利用电子换向，并磁钢旋转，从命名上，就说明了电机的特性——在性能上，和“直流电机”的性能相近，同时，电机没有碳刷。
多旋翼无人机选用的“三相外转子电机”具有以下好处：
（1）效率高，可达80%～92%；
（2）寿命长，没有电刷，提高了寿命；
（3）可靠性高，基本无需维护。
3.硬件构成
“无刷电机”总体上，由“转子”和“定子”两部分共同构成。
（1）转子
“转子”，是指电机中旋转的部分，包括“转轴”和“（钕铁硼）磁铁”，并有两个以转轴为中点的桨叶固定孔。
（2）定子
“定子”，从内到外，主要有轴承、电机固定孔、漆包线、硅钢片、后盖等组成。
4.物理参数
（1）工作电压
①概述
无刷电机使用的工作电压，范围较宽，但在限定了负载设备的前提下，会给出适合的工作电压。
②超负荷
当（整机）“系统电压”高于“额定工作电压”时，电机会处于“超负荷”状态，将有可能导致电机过热，甚至烧毁！
③低负荷
当（整机）“系统电压”低于“额定工作电压”时，电机会处于“低负荷”状态，功率降低，将有可能无法保障整个无人机系统的正常工作。
（2）KV值
①定义
无刷电机工作电压每提升1V，无刷电机所增加的转速。
②意义
此概念，可说明电机在不同电压下，所产生的“空载转速”（没有负载时的每分钟转速），单位“rpm”（RevolutionsPerMinute，转每分）。
③公式
KV值与转速的关系式：
KV值*电压=空载转速（rpm）
④例题
某电机的KV值为130kV，最大电压50.4V，则最大空载转速为130kV*50.4V=6552rmp，即每秒109.2圈。
⑤现实
实际上的“空载转速”会高于实际的“负载转速”，负载越大，实际转速越低。
（3）最大功率
电机能够安全工作的最大功率，单位为“W”（瓦特）。
电压（V）*电流（A）=功率（W）
（4）电机尺寸
定义：内部定子直径和高度尺寸，单位为“mm”（毫米，即千分之一米）。
比如说，“6010电机”的意思是，定子直径60mm，定子高度10mm。
（5）最大拉力
电机在最大功率下，所能够产生的最大拉力。
直接反映了电机的功率水平——多旋翼无人机要求，所有电机的总推力，必须大于机身自重的一定比例，才能够保证无人机的飞行性能和飞行安全。
（6）推重比
电机的总推力除以机身自重
此参数必须大于1，否则会发生“逻辑错误”！
②范围
参考值1.6～2.5
③意义
反映了无人机的动力冗余情况——此参数过低，会降低多旋翼无人机的飞行性能和抗风性；
在一定范围内，推重比越低，就会提高电机的工作强度、降低电机的工作效率。
设八旋翼无人机，机身自重22.5kg，单个电机的最大推力1.5kg，
故，总推力5.1kg*8=40.8kg，
得，推重比为：
40.8/22.5=1.81（精确到小数点后两位）
二、无刷电调
全称“电子调速器”（electronicspeedcontroller，ESC），是动力系统的重要组成部分，主要作用是驱动与控制电机，包括调节电机转速和控制电机运转——因为，无刷电机必须要通过无刷电调的驱动，才能够运转。（没有电调，无刷电机就不能运转）
电调应工作在标定的电压范围内，在电调的使用过程中，应注意散热、避免进水。
电调不需要润滑油，也无法直接带动螺旋桨。
1.硬件构成
“无刷电调”在结构上，由输入电源线、电调主体、输出电源线、信号输入线、连接件等部分，共同构成。应当避免进水、注意散热。
电调与主控直接进行连接，接收主控信号；
电调与电机直接进行连接，调节电机转速；
电调与电池连接，获取电力——但是不与PMU直接连接。
2.物理参数
（1）使用电压
①定义：此电调所能够使用的电压区间——电调的使用电压，必须在指定范围内，负责将不能够正常工作！
②计算：比如说，40A的电调，使用电压为2～6S（串连2～6块3.7V电池），由3.7*2=7.4，3.7*6=22.2可知，这个标注的意思是，使用电压区间为7.4V～22.2V，
（2）持续电流
①定义：此电调可以持续工作的电流——电流过大，将有可能导致电调过热烧毁！
（3）信号频率
①意义：电调信号的刷新频率，决定的电调信号的响应速度。
②范围：30～499Hz（【注】1/30≈33.333ms，1/499≈2.004ms）
③建议：多旋翼无人机宜选用高刷新频率的电调——更高的信号刷新频率，可以使无人机的响应速度更快。
（4）驱动频率
②意义：无刷电调以“PWM占空比”方式，对电机进行调速控制——“PWM频率”，就是PWM信号频率。
③范围：目前的“PWM频率”，主要集中在8～16kHz。
三、螺旋桨
多旋翼无人机最终产生升力的部件是螺旋桨！
简称“桨叶”，是整个动力系统的最终执行部件——将电机的旋转功率，转变为无人机的动力。
螺旋桨是以英寸为单位的“直径×螺距”，进行命名的，因为厘米会有小数点，毫米的数值较大——但是在命名后，会以毫米为单位，四舍五入取整数进行标注（5in=127mm，15in=381mm）。
电机与螺旋桨的“动平衡”失效，会造成机身震动，降低无人机的飞行稳定性，检查电机“动平衡”是否良好，需要拆除桨叶。
桨叶与电机必须合理搭配，不能过载搭配。
需要注意，桨叶应定期检查，如果桨叶有破损、断裂等问题，应及时更换。
1.物理参数
（1）直径
①单位：英寸（in）、厘米（cm）、毫米（mm）,1in=2.54cm=25.4mm（2in=50.8mm，3in=76.2mm，9in=228.6mm，12in=304.8mm）
②影响：在同样的转速下，螺旋桨的长度越大，负载也越大，对电机的功率要求，也越大。
（2）螺距
①定义：螺旋桨在“（假设不可压缩的）流体”中，旋转一圈，所前进的距离——桨叶的角度越大，其螺距也越大。
②影响：在同样的转速下，螺旋桨的螺距越大负载越大、桨叶越长负载越大。
（3）正反桨
①方法：按照工作时的旋转方向分类。
②定义：
正桨（CCW）——逆时针旋转（从迎风面看固定翼飞机的螺旋桨，为逆时针旋转）
反桨（CW）——顺时针旋转
③警告：正反桨叶不可混用，一旦安装错误，将导致无人机无法正常飞行！
2.分类
（1）材质
①碳桨：碳纤维螺旋桨，强度高、重量轻、寿命长，是在当前科技水平下制造螺旋桨的最佳材料，但是，唯一的缺点和劣势，就是价格太贵；
②木桨：木质螺旋桨，强度较高、性能较好，价格较高，主要应用于较大型无人机；
③塑料：塑料螺旋桨，性能一般，但价格便宜，多用于小型多旋翼无人机。
（2）结构
①可折叠桨：设计的初衷，主要是为了方便折叠，进而方便无人机的运输——左右两侧的桨叶是分开的，并可以进行折叠的，折叠桨必须展开才能够飞行；
②非折叠桨：结构为整体一体成型。
四、锂电池
1.概述
（1）优势
“锂聚合物电池”（LIPO）是一种能量密度高、放电电流大的新型电池
（2）缺陷
锂电池使用起来，相对脆弱，对“过充”、“过放”都极其敏感——在使用过程中，应该熟练了解其使用性能。
锂电池应避免“过充”、“过放”、进水、摔落！
外壳破损的锂电池，会漏液并报废，甚至自燃。（但是不会爆炸）
（3）结构
锂电池内部充满了“电解液”，里面的“正极”与“负极”之间，有“隔膜”分隔，整个电池，由两张电极与两张隔膜卷起来，竖着放在电池里面，加外壳包裹而成。
（4）原理
“充电”过程，是锂离子由负极脱离，并嵌入正极的过程；
“放电”过程，是锂离子脱离正极、嵌入负极。
满电储存、低电压长期存放、超过电池最大电流使用，等原因，都会引起锂电池外表发生膨胀。
（1）放电截止电压
电芯“安全放电”的最低电压为2.75V——低于此电压继续放电，将会对电池性能产生损伤。
（2）充电截止电压
电芯“安全充电”的最高电压为4.20V——高于此电压继续充电，将会对电池性能产生损伤。
满电存放将会损伤电池性能，在充满电的情况下，应尽快使用。
（3）标称电压
电芯“标称电压”为3.7V——在计算电压时，所使用的参数。
（4）储存电压
时候于长期储存的电压，为3.8～3.9V——虽然锂电池“自放电”低，但是在长期存放时，仍然会有部分“自放电”，导致电压降低，因此，应以高于3.7V的电压进行储存。
长期不使用时，应将电压保持在3.85V进行存放，且建议每个月进行一次完整的充放电。
（锂电池放电到25%左右，就应该准备降落）
（5）电压S
“S数”（串连电芯数量）用于计算电池的总电压，计算方法为将“S”替换为“*3.7V=”（S数与P数是统一标注、独立计算的）。
（6）并联P
“P数”（并联电芯数量）对电池的总电压没有影响。
（7）放电C
①意义：“C数”（放电倍率）决定了电池的最大放电电流。
②公式：
容量（Ah）*放电倍率（C）=最大放电电流（A）
③内阻：电池的“C数”与内阻有关，电池“内阻”随使用次数的增加而增加，放电倍率则逐渐减小。
④规律：
放电倍率越大，电池“放电电压”下降得越快，放出的电量越少；
放电倍率越小，电池“放电电压”下降得越慢，放出的电量越多；
在电池“电压”低于3V之后，电池“电量”将会迅速耗尽。
（8）容量
①单位：标准单位为“安时”，常用“毫安时”（mAh），1Ah=1000mAh
②定义：电池以某个电流，持续放电一小时。
（9）电量
①定义：电压（V）*容量（Ah）=电量（Wh），再乘一千，就是耗电“度数”（千瓦时）了。
②单位：标准单位为“瓦时”（Wh），常用“千瓦时”（kWh），1kWh=1000Wh
③常识：物理学（电学）中的电量单位“kWh”（千瓦时）是一个专用于计算电费的物理量，“1kWh”在生活中叫做“一度电”。
“千瓦时”与耗电“度数”是同一个概念（同义词），但用于不同语境下。
五、充电器
（1）定义
充电器是为“动力锂电池”进行平衡充电的设备。
（2）原因
锂电池对“过放”有敏感性，一旦在使用过程中，各片锂电池“电芯电压”不平衡，就会有低电压电芯“过放”的风险。
（3）区别
一般的电池（比如镍氢、镍铬）普遍为仅“串充”的充电方式。
（4）特点
锂电池的充电器，都需要对电池进行“平衡充电”——锂电池的“平衡头”，就是专门进行“平衡充电”的接口。
锂电池因为不能“过放”，为了使锂电池保持良好的性能，所以一定要“平衡充电”。
（5）组成
完整的锂电池“平衡充电器”，内部至少含有两部分——“交流转直流、并降压”电路，以及“平衡充电”电路。
（1）输入电压
对于完整的“平衡充电器”，输入电压应为“市电交流220V”，或者是110V交流电。
（2）输出电流
充电时，由充电器输出到充电电池的电流，计算公式：
电池容量（[m]Ah）*充电倍率（C）=输出电流（[m]A）
“动力锂聚合物电池”常用的“充电倍率”为1C
（3）输出功率
输出电压（V）*输出电流（A）=输出功率（W）
（4）放电电流
充电器进行放电的电流（锂电池“平衡充电器”普遍具有放电功能）。
（5）充电方式
①串充
快速充电——忽视每片电芯的细微差别，直接给以“S数”*3.7V的电压，进行大电流充电。
②平衡充
对每一片电芯进行单独充电，直至其单片电压达到4.2V。
③结合
首先用“串充”方式，完成大部分（比如说95%）的充电，然后使用“平衡充电”方式，完成最后小部分（比如说5%）的充电
多数时候采用的充电方式，主要为“串充+平衡充”，少量为全程“平衡充”。
（6）充电效率
①成因
一是电流由“交流电”转换为“直流电”的这个过程中，会产生损耗；
二是直流电在改变电压（“降压”或者“升压”操作）的过程中，会产生损耗。
②定义
充电效率=输出功率/输入功率
3.常识与警告
第一，一旦“锂聚合物电池”放电导致电压过低（或者充电电压过高），正负极的结构将会发生坍塌，导致“锂聚合物电池”受到不可逆的损伤！
第二，刚完成飞行取下的锂电池，应先冷却20分钟之后，再进行充电；
第三，长期大电流放电的锂电池，应定期使用“慢充”进行充电——“慢充”的平衡效果更好；
第四，锂电池应避免在阳光暴晒下充电！
第五，满电存储、低电压长期存放、超过电池最多电流使用，这些原因，都会导致锂电池外表发生膨胀。
4.环境温度
关于环境温度，锂电池在25℃环境中的放电性能较好，低温会导致电池活性降低——电压下降快，放电倍率和总放电量都会下降，动力会减弱。
在低温环境下起飞，应先确保电量充足，起飞时需要先悬停，对电池进行预热
环境温度，主要影响电池的放电性能，高温将导致电池和电机的发热增加，降低螺旋桨拉力和飞行效率，低温会降低起飞阶段的飞行动力。
冬季室内外温差较大时，无人机由室外直接带到室内，会引起凝水，是错误做法。
没有防水能力的无人机，应该避免在雨中飞行。
1.2.4链路系统
“链路通信系统”是指，用于多旋翼无人机系统传输控制，和载荷通信的，无线电链路，是无人机与地面操纵人员沟通的桥梁。
通信链路的主要构成，包括“地面端”与“天空端”：
地面端需要将控制信号，以及任务指令，发送到无人机（天空端）；
无人机（天空端）则需要将自己的状态，以及任务设备的状态，发送到地面端。
在航模中，地面与空中的通信，多是单向的：
地面的部分（发射机）进行信号发射；
控制的部分（接收机）进行信号接收，并完成相应的动作
因此，航模的通信数据链，只有一条。
多旋翼无人机的地面操作人员，不仅要求能够控制无人机，还需要了解无人机的飞行状态，以及无人机任务设备的状态，因此，需要第二条数据链（地面端能够接收天空端的数据）。
航拍类多旋翼无人机，比较注重视频传输功能，而植保机因其工作特性，一般不需要视频回传功能。
综上所述，多旋翼无人机一般有三条通信链路：
第一条通信链路，是地面端的控制指令发射，到天空端的接收控制；
第二条通信链路，是天空端的数据发送，到地面端接收；
第三条通信链路，是天空端的视频发送，到地面端接收，被称为“图传”。
关于无人机遥控器的信号发射，是以天线为中心，进行全向发射，在使用时，天线必须展开（一般来说，是两根天线互相平行，并相对垂直于遥控器本体），并与天空端所在的无人机，保持合理角度，以便获得良好的控制距离与控制效果。
一般来说，将天线方向垂直对准无人机，这种情况下，遥控信号接收较差。
每次飞行时，都应该展开天线，天线的朝向，不能指向无人机，而应该平行于无人机。
遥控器与无人机之间存在（固体）障碍物时，容易产生失控，且应在“抗风等级”以内飞行。
同一个厂家的同系列产品，遥控器与接收机是可以互相连通的，这个连通的过程，称为“对频”（将发射机与接收机，进行通信对接），在对频之后，接收机即可开始接收发射机的遥控信号。
遥控器与无人机未对频无法操作，对频之后，遥控器会有相应显示，然后才能够进行操作。
摇杆模式、磁罗盘、螺旋桨，都是关乎飞行安全的重要因素，通电前都必须要检查！
1.3雾化系统
1.3.0硬件关联
多旋翼植保机的农药喷洒系统，由药箱、水泵、水管、喷头共同构成。
药箱是盛放药液的容器设备；
水泵是负责将药液从药箱传达到喷头的装置；
喷头则负责将药液进行雾化。
1.3.1液力雾化系统
一、理论知识
1.原理
药液在外力的推动下，通过一个小“开口”（或“孔口”），进而具有足够的速度、能力，而扩散。
2.规律
在雾化过程中，雾滴的平均直径，随压力的增加而减小，随喷头“喷孔”直径的增大而增大；
从理化特性说，液体的“表面张力”减小、“粘度”增加，也会导致雾滴直径增大；
而雾滴的大小，对农药沉积利用，特别重要，是由在一定条件下，使用喷头和雾化参数，所决定的。
二、系统构成
1.水泵
用于将药液从药箱抽送到喷头，并产生一定的压力。
2.喷嘴
液力雾化方式所使用的喷头，被称为“压力式喷头”——重要但容易被忽视，了解基本常识，对选用和使用，相当重要。
优势：系统简单、寿命较长、使用成本低、性能稳定。
缺陷：性能缺点，主要是液滴大小不均匀，喷头容易被不溶解的物质堵塞，导致只适合喷洒水基化药剂。
3.滤网
将进入水泵和喷头的药液进行过滤，以免杂物堵塞喷头。
关于“雾化系统”的硬件构成，详见前面第二节“1.2.1机身构成”部分，“四、喷洒”。
1.3.2离心雾化系统
一、原理
在“离心力”的作用下，将均匀分布到雾化边缘的药液，在一定转速下，高速进行离心运动，并在离心力作用下，飞离雾化装置边缘；
然后，经过空气的摩擦与剪切作用，分散成为均匀、细小的雾滴。
二、优势
在性能上的优点，是雾滴直径更为均匀，可以适用的农药剂型更多，不易产生喷头堵塞问题。
三、缺陷
结构复杂、寿命较短、适用成本比较高，下压气流效果，弱于“压力式喷头”。
1.4机身部件
“机架”（多旋翼无人机的机身）用来承载多旋翼无人机的全部设备，机架的好坏，很大程度上决定了多旋翼无人机性能的优劣。
1.4.1主机身
1.地位
主机身是全部机臂安装的初始位置，也是飞控等电子设备的安装位置。
主机身是多旋翼无人机外形框架搭建的基础（用于安装机臂和脚架），也是电子设备的安装平台，还可以安装任务部件（比如说航拍无人机的云台和相机、植保无人机的水箱和水泵）
2.机架参数（轴距）
多旋翼无人机两个呈对角线分布的电机，轴心之间的距离，单位为毫米，用于表达机架的大小。
3.机身材料（碳纤维）
主要有塑料→铝合金→碳纤维，三种，目前，在多旋翼植保机的机身材料中，碳纤维是主流。
这是一种“含碳量”（碳原子占比）95%以上的高强度、高“模量纤维”的新型纤维材料，密度比金属铝轻、强度比钢铁高、且耐腐蚀的重要材料。
1.4.2机臂
机臂是无人机主体（主机身）与电机座的连接部件，承担电机安装、空间收缩等功能。
在一些“Y型结构”的多旋翼无人机上，还分为大臂和小臂。
轴数越多的多旋翼无人机，机臂也相应的越多。
1.4.3电机座
固定电机的结构，每个机臂末端，都会有相应的电机座
1.4.4脚架
主要作用是重量承载和着陆设备——支持机身重量，提高桨叶离地距离，方便多旋翼无人机进行起降，并能够消耗和吸收多旋翼无人机在着陆时的撞击能量。