无人机系统理论基础

前言
模块一 无人机的基本认知
学习任务1 了解无人机的定义与发展历史 ...002
知识点1 无人机的定义 ...002
知识点2 无人机的发展历史 ...003
拓展课堂 ...005
学习任务2 了解无人机系统的组成 ...005
知识点1 飞行平台 ...006
知识点2 动力系统 ...010
知识点3 飞控系统 ...010
知识点4 导航系统 ...010
知识点5 电气系统 ...011
知识点6 数据链路 ...012
知识点7 地面控制站 ...013
知识点8 任务载荷 ...014
知识点9 发射与回收系统 ...015
学习任务3 了解无人机的分类 ...020
知识点1 按飞行平台构型分类 ...021
知识点2 按起飞重量分类 ...025
知识点3 按活动半径分类 ...026
知识点4 按飞行高度分类 ...026
知识点5 按用途分类 ...027
拓展课堂 ...027
学习任务4 了解无人机的应用 ...028
知识点1 军用无人机 ...028
知识点2 民用无人机 ...031
拓展课堂 ...035
模块二 无人机空气动力学
学习任务1 了解飞行大气环境 ...037
知识点1 大气层划分 ...037
知识点2 大气的物理特性 ...040
知识点3 标准大气 ...040
知识点4 流场的概念 ...041
学习任务2 了解空气流动的基本规律 ...043
知识点1 空气流动模型 ...043
知识点2 运动的转换 ...044
知识点3 连续性定理 ...045
知识点4 伯努利定理 ...047
拓展课堂 ...048
学习任务3 了解升力和增升原理 ...048
知识点1 升力产生的原理 ...049
知识点2 迎角 ...050
知识点3 升力公式 ...051
知识点4 增升原理 ...052
知识点5 增升装置 ...052
学习任务4 阻力和减阻措施 ...055
知识点1 阻力公式 ...056
知识点2 压差阻力及减阻措施 ...056
知识点3 摩擦阻力及减阻措施 ...057
知识点4 干扰阻力及减阻措施 ...058
知识点5 诱导阻力及减阻措施 ...059
知识点6 激波阻力及减阻措施 ...061
学习任务5 固定翼无人机空气动力学 ...063
知识点1 坐标系 ...063
知识点2 升阻比 ...064
知识点3 翼载荷 ...064
知识点4 机翼的几何参数 ...064
知识点5 翼型选择 ...065
拓展课堂 ...068
学习任务6 旋翼无人机空气动力学 ...069
知识点1 无人直升机的组成 ...070
知识点2 多旋翼无人机的组成 ...073
知识点3 旋翼空气动力学 ...076
模块三 无人机飞行原理
学习任务1 飞机的平衡 ...081
知识点1 平衡的定义 ...081
知识点2 俯仰平衡 ...082
知识点3 横向平衡 ...084
知识点4 方向平衡 ...085
学习任务2 飞机的稳定性 ...087
知识点1 稳定性的定义 ...087
知识点2 俯仰（纵向）稳定性 ...088
知识点3 方向（航向）稳定性 ...092
知识点4 横向（横侧）稳定性 ...093
学习任务3 飞机的操纵性 ...096
知识点1 俯仰操纵性 ...096
知识点2 方向操纵性 ...097
知识点3 横向操纵性 ...098
拓展课堂 ...099
学习任务4 无人机的飞行性能 ...099
知识点1 平飞性能 ...100
知识点2 爬升性能 ...101
知识点3 下降性能 ...102
知识点4 续航性能 ...102
知识点5 活动半径 ...103
知识点6 起飞着陆性能 ...104
模块四 无人机飞行控制原理
学习任务1 飞行控制系统概述 ...106
知识点1 飞行控制系统的定义 ...107
知识点2 飞行控制系统的基本功能 ...107
拓展课堂 ...109
学习任务2 飞行控制系统的基本原理 ...110
知识点1 自动驾驶原理 ...110
知识点2 飞控的工作过程 ...111
学习任务3 飞行控制系统的硬件组成 ...112
知识点1 处理器 ...112
知识点2 通信接口 ...113
知识点3 MEMS传感器 ...115
学习任务4 飞行控制系统的软件 ...117
知识点1 嵌入式操作系统 ...117
知识点2 飞控算法 ...118
学习任务5 常用开源飞控 ...123
知识点1 Arduino ...124
知识点2 PX4和PIXHawk ...124
知识点3 MWC ...126
知识点4 DJI NAZA飞控 ...126
知识点5 KK飞控 ...127
知识点6 PPZ飞控 ...127
模块五 无人机导航原理
学习任务1 导航技术概述 ...130
知识点1 导航技术的发展 ...130
知识点2 导航技术的分类 ...134
知识点3 导航的基本手段 ...136
学习任务2 卫星导航技术原理 ...143
知识点1 卫星导航概述 ...143
知识点2 GPS系统定位原理 ...145
知识点3 北斗卫星导航系统 ...151
拓展课堂 ...153
学习任务3 组合导航和差分定位技术 ...154
知识点1 组合导航 ...154
知识点2 差分定位技术原理 ...156
模块六 无人机通信原理
学习任务1 无人机通信需求及特点 ...160
知识点1 无人机通信需求 ...161
知识点2 无人机通信的特点 ...165
学习任务2 无人机通信的分类 ...168
知识点1 根据传输手段划分 ...169
知识点2 根据通信频段划分 ...174
知识点3 根据通信距离划分 ...176
知识点4 按照其他方式划分 ...178
学习任务3 通信的基本原理 ...182
知识点1 通信基本知识 ...183
知识点2 通信的过程及构成要素 ...185
知识点3 无人机数据链 ...185
知识点4 无人机通信性能指标 ...186
学习任务4 无人机通信设备及工作模式 ...189
知识点1 通信设备 ...190
知识点2 工作模式 ...195
学习任务5 通信协议MavLink ...200
知识点1 MavLink简介 ...201
知识点2 MavLink的优势 ...202
知识点3 MavLink的信息结构 ...202
知识点4 心跳包 ...204
知识点5 全球定位信息 ...205
知识点6 命令信息 ...206
模块七 无人机地面站工作原理
学习任务1 地面站概述 ...209
知识点1 地面站的定义 ...209
知识点2 地面站的功能模块 ...210
知识点3 国内外地面站介绍 ...211
学习任务2 地面站软件 ...213
知识点1 地面站软件介绍 ...214
知识点2 地面站软件的发展趋势 ...214
知识点3 地面站软件的功能 ...215
学习任务3 地面站软件的界面 ...218
知识点1 地面站软件总体结构 ...219
知识点2 地面站软件工作流程 ...221
知识点3 界面设计 ...221
学习任务4 地面站重要功能介绍 ...222
知识点1 通信控制与数据处理 ...223
知识点2 电子地图 ...224
知识点3 航迹规划 ...225
模块八 航空气象
学习任务1 大气成分与结构 ...227
知识点1 大气飞行环境 ...227
知识点2 对流层 ...228
知识点3 平流层 ...230
知识点4 中间层 ...230
知识点5 热层 ...230
知识点6 散逸层 ...230
学习任务2 基本气象要素对飞行性能的影响 ...231
知识点1 气温 ...231
知识点2 气压 ...233
知识点3 湿度 ...234
知识点4 风 ...235
知识点5 能见度 ...238
知识点6 雷暴 ...239
知识点7 乱流 ...240
知识点8 积冰 ...242
知识点9 气团和锋 ...245
拓展课堂 ...249
参考文献 ...251