無人機(jī)系統(tǒng)理論基礎(chǔ)

前言模塊一 無人機(jī)的基本認(rèn)知學(xué)習(xí)任務(wù)1 了解無人機(jī)的定義與發(fā)展歷史 ...002知識(shí)點(diǎn)1 無人機(jī)的定義 ...002知識(shí)點(diǎn)2 無人機(jī)的發(fā)展歷史 ...003拓展課堂 ...005學(xué)習(xí)任務(wù)2 了解無人機(jī)系統(tǒng)的組成 ...005知識(shí)點(diǎn)1 飛行平臺(tái) ...006知識(shí)點(diǎn)2 動(dòng)力系統(tǒng) ...010知識(shí)點(diǎn)3 飛控系統(tǒng) ...010知識(shí)點(diǎn)4 導(dǎo)航系統(tǒng) ...010知識(shí)點(diǎn)5 電氣系統(tǒng) ...011知識(shí)點(diǎn)6 數(shù)據(jù)鏈路 ...012知識(shí)點(diǎn)7 地面控制站 ...013知識(shí)點(diǎn)8 任務(wù)載荷 ...014知識(shí)點(diǎn)9 發(fā)射與回收系統(tǒng) ...015學(xué)習(xí)任務(wù)3 了解無人機(jī)的分類 ...020知識(shí)點(diǎn)1 按飛行平臺(tái)構(gòu)型分類 ...021知識(shí)點(diǎn)2 按起飛重量分類 ...025知識(shí)點(diǎn)3 按活動(dòng)半徑分類 ...026知識(shí)點(diǎn)4 按飛行高度分類 ...026知識(shí)點(diǎn)5 按用途分類 ...027拓展課堂 ...027學(xué)習(xí)任務(wù)4 了解無人機(jī)的應(yīng)用 ...028知識(shí)點(diǎn)1 軍用無人機(jī) ...028知識(shí)點(diǎn)2 民用無人機(jī) ...031拓展課堂 ...035模塊二 無人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)1 了解飛行大氣環(huán)境 ...037知識(shí)點(diǎn)1 大氣層劃分 ...037知識(shí)點(diǎn)2 大氣的物理特性 ...040知識(shí)點(diǎn)3 標(biāo)準(zhǔn)大氣 ...040知識(shí)點(diǎn)4 流場(chǎng)的概念 ...041學(xué)習(xí)任務(wù)2 了解空氣流動(dòng)的基本規(guī)律 ...043知識(shí)點(diǎn)1 空氣流動(dòng)模型 ...043知識(shí)點(diǎn)2 運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換 ...044知識(shí)點(diǎn)3 連續(xù)性定理 ...045知識(shí)點(diǎn)4 伯努利定理 ...047拓展課堂 ...048學(xué)習(xí)任務(wù)3 了解升力和增升原理 ...048知識(shí)點(diǎn)1 升力產(chǎn)生的原理 ...049知識(shí)點(diǎn)2 迎角 ...050知識(shí)點(diǎn)3 升力公式 ...051知識(shí)點(diǎn)4 增升原理 ...052知識(shí)點(diǎn)5 增升裝置 ...052學(xué)習(xí)任務(wù)4 阻力和減阻措施 ...055知識(shí)點(diǎn)1 阻力公式 ...056知識(shí)點(diǎn)2 壓差阻力及減阻措施 ...056知識(shí)點(diǎn)3 摩擦阻力及減阻措施 ...057知識(shí)點(diǎn)4 干擾阻力及減阻措施 ...058知識(shí)點(diǎn)5 誘導(dǎo)阻力及減阻措施 ...059知識(shí)點(diǎn)6 激波阻力及減阻措施 ...061學(xué)習(xí)任務(wù)5 固定翼無人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué) ...063知識(shí)點(diǎn)1 坐標(biāo)系 ...063知識(shí)點(diǎn)2 升阻比 ...064知識(shí)點(diǎn)3 翼載荷 ...064知識(shí)點(diǎn)4 機(jī)翼的幾何參數(shù) ...064知識(shí)點(diǎn)5 翼型選擇 ...065拓展課堂 ...068學(xué)習(xí)任務(wù)6 旋翼無人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué) ...069知識(shí)點(diǎn)1 無人直升機(jī)的組成 ...070知識(shí)點(diǎn)2 多旋翼無人機(jī)的組成 ...073知識(shí)點(diǎn)3 旋翼空氣動(dòng)力學(xué) ...076模塊三 無人機(jī)飛行原理學(xué)習(xí)任務(wù)1 飛機(jī)的平衡 ...081知識(shí)點(diǎn)1 平衡的定義 ...081知識(shí)點(diǎn)2 俯仰平衡 ...082知識(shí)點(diǎn)3 橫向平衡 ...084知識(shí)點(diǎn)4 方向平衡 ...085學(xué)習(xí)任務(wù)2 飛機(jī)的穩(wěn)定性 ...087知識(shí)點(diǎn)1 穩(wěn)定性的定義 ...087知識(shí)點(diǎn)2 俯仰（縱向）穩(wěn)定性 ...088知識(shí)點(diǎn)3 方向（航向）穩(wěn)定性 ...092知識(shí)點(diǎn)4 橫向（橫側(cè)）穩(wěn)定性 ...093學(xué)習(xí)任務(wù)3 飛機(jī)的操縱性 ...096知識(shí)點(diǎn)1 俯仰操縱性 ...096知識(shí)點(diǎn)2 方向操縱性 ...097知識(shí)點(diǎn)3 橫向操縱性 ...098拓展課堂 ...099學(xué)習(xí)任務(wù)4 無人機(jī)的飛行性能 ...099知識(shí)點(diǎn)1 平飛性能 ...100知識(shí)點(diǎn)2 爬升性能 ...101知識(shí)點(diǎn)3 下降性能 ...102知識(shí)點(diǎn)4 續(xù)航性能 ...102知識(shí)點(diǎn)5 活動(dòng)半徑 ...103知識(shí)點(diǎn)6 起飛著陸性能 ...104模塊四 無人機(jī)飛行控制原理學(xué)習(xí)任務(wù)1 飛行控制系統(tǒng)概述 ...106知識(shí)點(diǎn)1 飛行控制系統(tǒng)的定義 ...107知識(shí)點(diǎn)2 飛行控制系統(tǒng)的基本功能 ...107拓展課堂 ...109學(xué)習(xí)任務(wù)2 飛行控制系統(tǒng)的基本原理 ...110知識(shí)點(diǎn)1 自動(dòng)駕駛原理 ...110知識(shí)點(diǎn)2 飛控的工作過程 ...111學(xué)習(xí)任務(wù)3 飛行控制系統(tǒng)的硬件組成 ...112知識(shí)點(diǎn)1 處理器 ...112知識(shí)點(diǎn)2 通信接口 ...113知識(shí)點(diǎn)3 MEMS傳感器 ...115學(xué)習(xí)任務(wù)4 飛行控制系統(tǒng)的軟件 ...117知識(shí)點(diǎn)1 嵌入式操作系統(tǒng) ...117知識(shí)點(diǎn)2 飛控算法 ...118學(xué)習(xí)任務(wù)5 常用開源飛控 ...123知識(shí)點(diǎn)1 Arduino ...124知識(shí)點(diǎn)2 PX4和PIXHawk ...124知識(shí)點(diǎn)3 MWC ...126知識(shí)點(diǎn)4 DJI NAZA飛控 ...126知識(shí)點(diǎn)5 KK飛控 ...127知識(shí)點(diǎn)6 PPZ飛控 ...127模塊五 無人機(jī)導(dǎo)航原理學(xué)習(xí)任務(wù)1 導(dǎo)航技術(shù)概述 ...130知識(shí)點(diǎn)1 導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展 ...130知識(shí)點(diǎn)2 導(dǎo)航技術(shù)的分類 ...134知識(shí)點(diǎn)3 導(dǎo)航的基本手段 ...136學(xué)習(xí)任務(wù)2 衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)原理 ...143知識(shí)點(diǎn)1 衛(wèi)星導(dǎo)航概述 ...143知識(shí)點(diǎn)2 GPS系統(tǒng)定位原理 ...145知識(shí)點(diǎn)3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) ...151拓展課堂 ...153學(xué)習(xí)任務(wù)3 組合導(dǎo)航和差分定位技術(shù) ...154知識(shí)點(diǎn)1 組合導(dǎo)航 ...154知識(shí)點(diǎn)2 差分定位技術(shù)原理 ...156模塊六 無人機(jī)通信原理學(xué)習(xí)任務(wù)1 無人機(jī)通信需求及特點(diǎn) ...160知識(shí)點(diǎn)1 無人機(jī)通信需求 ...161知識(shí)點(diǎn)2 無人機(jī)通信的特點(diǎn) ...165學(xué)習(xí)任務(wù)2 無人機(jī)通信的分類 ...168知識(shí)點(diǎn)1 根據(jù)傳輸手段劃分 ...169知識(shí)點(diǎn)2 根據(jù)通信頻段劃分 ...174知識(shí)點(diǎn)3 根據(jù)通信距離劃分 ...176知識(shí)點(diǎn)4 按照其他方式劃分 ...178學(xué)習(xí)任務(wù)3 通信的基本原理 ...182知識(shí)點(diǎn)1 通信基本知識(shí) ...183知識(shí)點(diǎn)2 通信的過程及構(gòu)成要素 ...185知識(shí)點(diǎn)3 無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈 ...185知識(shí)點(diǎn)4 無人機(jī)通信性能指標(biāo) ...186學(xué)習(xí)任務(wù)4 無人機(jī)通信設(shè)備及工作模式 ...189知識(shí)點(diǎn)1 通信設(shè)備 ...190知識(shí)點(diǎn)2 工作模式 ...195學(xué)習(xí)任務(wù)5 通信協(xié)議MavLink ...200知識(shí)點(diǎn)1 MavLink簡介 ...201知識(shí)點(diǎn)2 MavLink的優(yōu)勢(shì) ...202知識(shí)點(diǎn)3 MavLink的信息結(jié)構(gòu) ...202知識(shí)點(diǎn)4 心跳包 ...204知識(shí)點(diǎn)5 定位信息 ...205知識(shí)點(diǎn)6 命令信息 ...206模塊七 無人機(jī)地面站工作原理學(xué)習(xí)任務(wù)1 地面站概述 ...209知識(shí)點(diǎn)1 地面站的定義 ...209知識(shí)點(diǎn)2 地面站的功能模塊 ...210知識(shí)點(diǎn)3 外地面站介紹 ...211學(xué)習(xí)任務(wù)2 地面站軟件 ...213知識(shí)點(diǎn)1 地面站軟件介紹 ...214知識(shí)點(diǎn)2 地面站軟件的發(fā)展趨勢(shì) ...214知識(shí)點(diǎn)3 地面站軟件的功能 ...215學(xué)習(xí)任務(wù)3 地面站軟件的界面 ...218知識(shí)點(diǎn)1 地面站軟件總體結(jié)構(gòu) ...219知識(shí)點(diǎn)2 地面站軟件工作流程 ...221知識(shí)點(diǎn)3 界面設(shè)計(jì) ...221學(xué)習(xí)任務(wù)4 地面站重要功能介紹 ...222知識(shí)點(diǎn)1 通信控制與數(shù)據(jù)處理 ...223知識(shí)點(diǎn)2 電子地圖 ...224知識(shí)點(diǎn)3 航跡規(guī)劃 ...225模塊八 航空氣象學(xué)習(xí)任務(wù)1 大氣成分與結(jié)構(gòu) ...227知識(shí)點(diǎn)1 大氣飛行環(huán)境 ...227知識(shí)點(diǎn)2 對(duì)流層 ...228知識(shí)點(diǎn)3 平流層 ...230知識(shí)點(diǎn)4 中間層 ...230知識(shí)點(diǎn)5 熱層 ...230知識(shí)點(diǎn)6 散逸層 ...230學(xué)習(xí)任務(wù)2 基本氣象要素對(duì)飛行性能的影響 ...231知識(shí)點(diǎn)1 氣溫 ...231知識(shí)點(diǎn)2 氣壓 ...233知識(shí)點(diǎn)3 濕度 ...234知識(shí)點(diǎn)4 風(fēng) ...235知識(shí)點(diǎn)5 能見度 ...238知識(shí)點(diǎn)6 雷暴 ...239知識(shí)點(diǎn)7 亂流 ...240知識(shí)點(diǎn)8 積冰 ...242知識(shí)點(diǎn)9 氣團(tuán)和鋒 ...245拓展課堂 ...249參考文獻(xiàn) ...251