导航飞控系（xì）统（tǒng）
定义：
导（dǎo）航飞控系统是无人机的关（guān）键核心系统之一（yī）。它在部分情况下（xià），按具体功能又（yòu）可划分（fèn）为导航子系统和飞控子系（xì）统（tǒng）两（liǎng）部分。
导航子系（xì）统的功（gōng）能是向无人机提供相（xiàng）对于所选定的参考坐标系的（de）位置、速度、飞行姿态、引导无人机沿指定航线安全、准（zhǔn）时、准确地飞行。完（wán）善（shàn）的无人机导航子系统具有（yǒu）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（xī），包（bāo）括经度、纬度；
（3）引导飞机按规定计划飞行；
（4）接收预定任务航线计划（huá）的装定，并（bìng）对任务航（háng）线的执行进行动态管理；
（5）接收（shōu）控制站的导航（háng）模式控制指令并执行（háng），具有（yǒu）指令（lìng）导航模（mó）式与预定（dìng）航（háng）线飞行模式相互切换的功能；
（6）具有接收并融合无人机其（qí）他设备的辅助导航定位信息的能（néng）力；
（7）配（pèi）合其他（tā）系统完（wán）成各种任务
飞控（kòng）子系统是无人机完（wán）成起飞、空中飞行、执行（háng）任务、返厂回收（shōu）等整个飞行过（guò）程的核（hé）心系统，对无（wú）人机实现全权控制与管（guǎn）理，因此飞控（kòng）子（zǐ）系统之于无人机（jī）相当于驾驶员之（zhī）于有人机，是无人机执行任（rèn）务的关（guān）键。飞控（kòng）子系统（tǒng）主要具有如（rú）下功能：
（1）无人机（jī）姿态稳定与控制；
（2）与（yǔ）导航子系统（tǒng）协调完成（chéng）航迹控制（zhì）；
（3）无（wú）人机（jī）起飞（fēi）（发射）与着陆（回收）控制（zhì）；
（4）无人机飞行管理；
（5）无人机任务（wù）设备管理（lǐ）与控（kòng）制；
（6）应（yīng）急控制；
（7）信息收集（jí）与传递。
以上所列的功能中（zhōng）第1、4和6项（xiàng）是（shì）所有无人机（jī）飞行控制系统所必须具备的功能，而其他项则不是（shì）每一种飞（fēi）行（háng）控制系统（tǒng）都具备的，也不（bú）是每一种（zhǒng）无人机都需（xū）要的，根据具体无（wú）人机的种（zhǒng）类和型号可进行选择、裁剪和组合。
传感器（qì）
无人机导航飞控系统常用的传（chuán）感器包括角速（sù）度率传感器、姿态传（chuán）感器、位置传感器、迎角（jiǎo）侧滑（huá）传感器、加（jiā）速度传（chuán）感（gǎn）器、高度传感器及（jí）空（kōng）速（sù）传感（gǎn）器等，这些传感器构成无人机导航飞控系（xì）统设计的（de）基础（chǔ）。
1.角（jiǎo）速（sù）度传感器
角速度传感器（qì）是飞行（háng）控制系统的基本传感器之一，用（yòng）于感受无人机绕机体轴的（de）转动角速率，以构成角（jiǎo）速度反馈，改善系（xì）统的阻尼特性（xìng）、提高稳定性。
角速度传感器（qì）的选择要（yào）考（kǎo）虑（lǜ）其测量范围、精度、输出特（tè）性、带宽等（děng）。
角（jiǎo）速度传感器应安装在无人机（jī）重心附（fù）件（jiàn），安装（zhuāng）轴线与要（yào）感受的机体轴向（xiàng）平行，并特别注（zhù）意极（jí）性的正确（què）性。
2.姿（zī）态传感器
姿态传感器用于感受无人机的俯仰、转（zhuǎn）动和（hé）航向角度，用（yòng）于实现姿态（tài）稳定与航向控制功能。
姿态传感器的（de）选择要考虑其测量范（fàn）围、精度、输（shū）出特（tè）性、动态特性等。
姿态传感器应安装（zhuāng）在无（wú）人机重心附近（jìn），振动要尽（jìn）可能小（xiǎo），有较（jiào）高的（de）安装精度要求（qiú）。
3.高度、空（kōng）速传感器（大气（qì）机）
高度、空速传感器（大气机）用（yòng）于感受无人机的飞（fēi）行高度和空速，是高度保持和空速保持的（de）必备（bèi）传感器。一般和空（kōng）速管、同期（qī）管路构成大气（qì）数据系（xì）统。
高度、空速传（chuán）感器（大气机）的选择主要（yào）考虑测量范围和测量（liàng）精度。一般要求其（qí）安装在空速管附近，尽量缩短管（guǎn）路。
4.位置传感器
位置（zhì）传感器用于感受无人机的（de）位置，是飞（fēi）行轨（guǐ）迹控（kòng）制的必要前提。惯性导航设备（bèi）、GPS卫星导航接收机、磁航向（xiàng）传感器是典型的位置传感（gǎn）器。
位置（zhì）传感器的选择一（yī）般要考虑与（yǔ）飞行时间相关的导航（háng）精度、成本和（hé）可用性等问题。
惯性导航设备有安装位置和较高的安装精度要求（qiú），GPS的安装主要应（yīng）避免天线的遮挡问题。
磁航向传（chuán）感（gǎn）器要安（ān）装在受铁磁性（xìng）物质影响最小且（qiě）相对固定的地方，安装件应采（cǎi）用非磁性材（cái）料制造。
飞控计算机（jī）
导航飞控计算（suàn）机，简称飞控计算机，是导航飞控（kòng）系统的核心部件，从无人机飞行控（kòng）制的角度来看（kàn），飞控计算机应具备如（rú）下功能：
（1）姿态稳（wěn）定与控制
（2）导航（háng）与制导控制
（3）自主（zhǔ）飞（fēi）行控制
（4）自动起飞（fēi）、着陆控制。
1.飞控计算机（jī）类型
飞（fēi）控计算机按（àn）照（zhào）对信（xìn）号（hào）的处理方式，主（zhǔ）要分为模拟式（shì）。数据混合式和数（shù）字式、飞（fēi）控计（jì）算机（jī）三种类型。
现今，随着数学电路技术的发展，模拟（nǐ）式（shì）飞控（kòng）计算机已基（jī）本被数字式飞控计（jì）算机（jī）取（qǔ）代，新（xīn）研制的无人机飞控系统几乎都采用了数字式飞控（kòng）计（jì）算机。
2.飞控计算机余度
无人（rén）机没有人（rén）身（shēn）安全问题（tí），因此会综合考虑功能（néng）、任务可靠性要求和性能价格比（bǐ）来进行（háng）余度（dù）配置设计。就飞（fēi）控计算机而言，一（yī）般大、小型无人（rén）机都有哦余度设计，一些（xiē）简单的微（wēi）、轻型（xíng）无人机无单余度设计。
3.飞控计（jì）算机主要硬件构成
（1）主处理控制器。主要有通用型处理器（MPU）、微处理器（MCU）、数字（zì）信号处理（lǐ）器（qì）（DSP）。随（suí）着FPGA技术的发展，相当多的主处理器（qì）FPGA和处理器组合成强大（dà）的主处理控制器。
（2）二次电源。二次电（diàn）源是飞控计算机的一个关键部件。飞控计算机的二次电源（yuán）一般为5V、±15V等直流电源电（diàn）压，而无人机的一次电源（yuán）根据型号不同区别（bié）较大，要对一次电源进（jìn）行变换。现在（zài）普遍使用集成开关电（diàn）源模（mó）块（kuài）。
（3）模拟量输入/输出接口。模拟量输（shū）入接口（kǒu）电路将各（gè）传感器输入的模（mó）拟量进行（háng）信号调理（lǐ）、增益变换（huàn），模/数（shù）（A/D）转换后，提供给（gěi）微处理器进行相应处理（lǐ）。模拟信号一（yī）般可分为直流模拟（nǐ）信（xìn）号和（hé）交（jiāo）流调制信号两类。模拟量输出接口电（diàn）路（lù）用（yòng）于将数字控制信（xìn）号转换为（wéi）伺服机（jī）构能识别的模拟控（kòng）制信号，包（bāo）括模/数转（zhuǎn）换、幅值变换和驱动电（diàn）路。
（4）离散量接口。离（lí）散（sàn）量（liàng）输出电路用（yòng）于将飞控计算机内（nèi）部及外部的（de）开关量信号变换（huàn）为（wéi）与微处（chù）理器（qì）工作电平兼容的信号。
（5）通信接口。用于（yú）将接收的（de）串行数据转换为可以让主（zhǔ）处理器读取的数（shù）据或将主处理器要发送的数据转（zhuǎn）换为相应的数据（jù）。飞（fēi）控计算机和传感器之间可以（yǐ）通过RS232/RS422/ARINC429等总线方（fāng）式通（tōng）信，随着技术的不断发展，1553B总线等其他总（zǒng）线通信方式也将应用到无（wú）人机系统中。
（6）余度管理（lǐ）。无人（rén）机余度类型飞（fēi）控计算机多为双余度配置。余度支持电路用于支持多余度机（jī）载计算（suàn）机协调（diào）运行，包括：通道计算机（jī）间的信（xìn）息交换电（diàn）路（lù），同步指示电路，通道故（gù）障逻辑综合（hé）电路及故障切换电路。通（tōng）道计（jì）算机间的信息交换电（diàn）路是两个（gè）通道飞控计算机（jī）之间（jiān）进（jìn）行共（gòng）享（xiǎng）信（xìn）息（xī）传递的信息通（tōng）路（lù）。同步指（zhǐ）示电路是同（tóng）步运行的（de）余度计算机（jī）之间相（xiàng）互同步的支持电（diàn）路。通道故障逻（luó）辑综（zōng）合电路将软件监控（kòng）和（hé）硬件监控电路的监控结果进（jìn）行综合，它的（de）输出用于故障切换和（hé）故障指（zhǐ）示。
（7）加温电路。常（cháng）用（yòng）工作环境超出工业品级（jí）温度范围的飞控（kòng）计算机当中（zhōng），以满足加（jiā）温电路所需功率和加温方式的需（xū）求。
（8）检测接口。飞控计算机应留有合适的（de）接口，方便与一线（xiàn）检测设备、二线检测设备连接。
（9）飞（fēi）控计（jì）算机机（jī）箱。它直接（jiē）影响计算机抗恶劣（liè）环（huán）境的能力以及可靠（kào）性、可维护性、使用寿命（mìng）。
4.机载飞控软件
机载导航飞（fēi）控软件，简称（chēng）机载飞控软件，是一种运行于飞控（kòng）计算机上（shàng）的嵌入式实（shí）时（shí）任务软件。它不仅要具有功能正确、性能好、效率高的特点，而且要具有较好（hǎo）的质量（liàng）保证、可靠性和可维护性（xìng）。
机载（zǎi）非空软件按功能可以划分成如下功能模（mó）块：
（1）硬件接口驱动模块（kuài）；
（2）传感器数据处理模块；
（3）飞（fēi）行控制律模（mó）块；
（4）导航（háng）与制导模（mó）块；
（5）飞行任务管理（lǐ）模块
（6）任（rèn）务设备管理模块；
（7）余度管理模块；
（8）数据传输、记（jì）录模块
（9）自检（jiǎn）测模块
（10）其他（tā）模块。
5.飞控计算（suàn）机自检测
飞控（kòng）计算机（jī）自（zì）检测模块（BIT）提供故障检测、定位和隔离的功（gōng）能。BIT按功能不同又（yòu）分为维护（hù）自检测（MBIT）、加电起动自检测（cè）（PUBIT）、飞行前自检测（cè）（PBIT）、飞行中自检测（IFBIT）。
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