無人機系統(tǒng)理論基礎(chǔ)

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