导（dǎo）航飞控系统
定（dìng）义：
导航飞控系（xì）统（tǒng）是无人机的关键（jiàn）核心系统之一。它在部（bù）分情（qíng）况（kuàng）下，按具体功能又可划分为导航（háng）子系统和飞控子系统两部分。
导（dǎo）航子系（xì）统的功能是向无人机提（tí）供（gòng）相对于所（suǒ）选定（dìng）的参（cān）考坐标系的位置、速（sù）度、飞行姿态、引导无人机沿指定航线安全、准时、准（zhǔn）确地（dì）飞行。完善（shàn）的无（wú）人机导航子系（xì）统具有以（yǐ）下功能：
（1）获得必要的导航要素，包（bāo）括高度、速度、姿态、航（háng）向（xiàng）；
（2）给出（chū）满足（zú）精（jīng）度要（yào）求的定位信息，包括经度（dù）、纬（wěi）度；
（3）引导飞机按规（guī）定（dìng）计划飞行；
（4）接收预（yù）定任务航线计划的装定，并（bìng）对任务航线的（de）执（zhí）行进行（háng）动态管理；
（5）接收控（kòng）制站的导航模式控（kòng）制指令并（bìng）执（zhí）行，具有指令导航（háng）模式与预定航线飞行（háng）模式相互（hù）切换（huàn）的功能；
（6）具有接收并融合无（wú）人机其他设（shè）备的（de）辅助导航定位信息的能力；
（7）配合其他系（xì）统完成各种任务
飞控子系（xì）统是无人机完成起飞、空中（zhōng）飞行、执（zhí）行任务、返厂回收等整个（gè）飞行过程的核心系统，对无人机实现全（quán）权控制与管理，因此（cǐ）飞控（kòng）子系统之于无人机相当于驾驶员之（zhī）于有人机，是无（wú）人机执行任（rèn）务的关键。飞控子系统主要具有如下功能：
（1）无人机姿态稳（wěn）定（dìng）与控制；
（2）与导（dǎo）航子系统协调完成（chéng）航（háng）迹控制（zhì）；
（3）无人（rén）机起飞（fēi）（发射）与着（zhe）陆（回收）控制；
（4）无（wú）人机飞行管理；
（5）无人机任务设备管理（lǐ）与（yǔ）控制；
（6）应急控制；
（7）信息收（shōu）集与传递。
以上（shàng）所列的功能中第1、4和6项（xiàng）是所有无（wú）人机飞行控制系（xì）统（tǒng）所（suǒ）必须具备的功（gōng）能，而其他项则不是每一种飞行（háng）控制（zhì）系统都具备的，也不是每一种（zhǒng）无人机都需要的（de），根（gēn）据具体无（wú）人（rén）机的（de）种类（lèi）和型号（hào）可进（jìn）行选择、裁剪和组合。
传感器（qì）
无人机导航飞控系统（tǒng）常用（yòng）的传感（gǎn）器包（bāo）括角（jiǎo）速度（dù）率传（chuán）感器、姿（zī）态传感器（qì）、位置（zhì）传感器、迎角侧滑传（chuán）感器、加速度传感（gǎn）器、高度（dù）传感器及空速传感器等（děng），这些（xiē）传（chuán）感器构成无人机导航飞控系统（tǒng）设计的基础。
1.角速度传感器
角速度传感器是（shì）飞行控制系统（tǒng）的基本传感器之一，用于感受无人机绕机体轴的转动角（jiǎo）速（sù）率，以构成角速度反馈，改善系统的阻尼特性（xìng）、提高稳定（dìng）性。
角速度（dù）传感（gǎn）器的选（xuǎn）择要考虑其测（cè）量（liàng）范（fàn）围、精（jīng）度（dù）、输出特性、带宽等（děng）。
角速度传感器应安装在无人机重心附件，安装轴（zhóu）线与要感受的机体轴向平行，并特别注意极性（xìng）的正确性。
2.姿（zī）态传感器
姿态传（chuán）感（gǎn）器用于（yú）感受无人（rén）机的俯（fǔ）仰（yǎng）、转动和航向角（jiǎo）度，用于实（shí）现姿态（tài）稳定与航向控（kòng）制功能。
姿态传感（gǎn）器的选择要考虑其测量范围、精度、输出特性、动（dòng）态特性等。
姿态传感（gǎn）器应安（ān）装在无人机（jī）重（chóng）心附近，振动要尽可能（néng）小，有较高的安装精度要求（qiú）。
3.高度、空速传感器（qì）（大气机）
高度、空速传（chuán）感器（qì）（大气机）用（yòng）于感受无人机（jī）的飞行（háng）高度和空（kōng）速，是高度保持和空速保持的必备传感（gǎn）器（qì）。一般（bān）和空速管、同期管路（lù）构成大气数据系统。
高度、空速传（chuán）感器（大气机）的选择主要考虑（lǜ）测量范围和测量精度。一（yī）般（bān）要（yào）求其安装在（zài）空速管附（fù）近，尽（jìn）量缩（suō）短（duǎn）管路。
4.位置（zhì）传感（gǎn）器（qì）
位（wèi）置传感器用于（yú）感受无人机的位置，是飞行轨迹控制的（de）必要前提（tí）。惯性（xìng）导航设备、GPS卫星导航（háng）接收机（jī）、磁航向传感器是典型的位置传感（gǎn）器（qì）。
位置传感器的选择一般要（yào）考虑与飞行（háng）时间相（xiàng）关（guān）的（de）导航（háng）精度（dù）、成（chéng）本和可用性等问（wèn）题。
惯（guàn）性导航（háng）设备有安装位（wèi）置和较高的安装精度（dù）要求，GPS的安（ān）装主要应避免天（tiān）线的遮挡问题。
磁航向传感器要安（ān）装在受铁磁性（xìng）物质（zhì）影响最（zuì）小且相对固定的（de）地方，安（ān）装件应采用非磁性材料制造。
飞控计算机
导航飞控计（jì）算机，简称飞控计算机，是导航（háng）飞控（kòng）系统的核心部件，从无人机飞行控制的角度来看，飞控计（jì）算机应具（jù）备如下功（gōng）能（néng）：
（1）姿态稳定与控（kòng）制
（2）导航与（yǔ）制导控制
（3）自主飞（fēi）行（háng）控制
（4）自（zì）动起飞、着（zhe）陆（lù）控制。
1.飞控计算机类型
飞（fēi）控计算机按照对信号的（de）处理方式，主要分为模（mó）拟式（shì）。数据（jù）混（hún）合式和数（shù）字式、飞控计算机三种类型。
现（xiàn）今，随着数学电路技术（shù）的发展，模拟式飞控计算机已基本被（bèi）数字式飞控计（jì）算机取代，新研制的（de）无人机飞控系统几乎都采用了数字式飞控（kòng）计算机。
2.飞控计算机余度
无人机没有人身安全（quán）问题，因此会综合（hé）考（kǎo）虑（lǜ）功能、任务可靠性要求和性能（néng）价格比来进行余度（dù）配（pèi）置设计。就飞控（kòng）计算机而言，一般大、小型无人机都有哦余度设计，一（yī）些简单（dān）的（de）微、轻型无人（rén）机无（wú）单余度设计。
3.飞控计算机主要硬件（jiàn）构成
（1）主处理控制器。主要有通用型处理（lǐ）器（MPU）、微处理器（MCU）、数字信号处理器（DSP）。随着FPGA技术（shù）的发展，相当多的主处理器FPGA和处理器组合成强大（dà）的主处理控制器。
（2）二次电（diàn）源。二次电源是飞控计算机的一个关键部件。飞控计算机的二次电源一般为5V、±15V等直流电源电（diàn）压（yā），而无（wú）人机（jī）的一次电源根据（jù）型号（hào）不（bú）同区别较大，要对（duì）一次电源（yuán）进行变换。现在普遍使用（yòng）集成开关电源模块。
（3）模拟量（liàng）输入/输出接口。模拟量输入接口电路将各传感器输入的模（mó）拟量进行信号（hào）调理、增益变换，模/数（A/D）转换后，提供给微处理器进（jìn）行相应处理。模拟信号一般可分（fèn）为直（zhí）流模拟信号和交流调制信号两类。模拟量输出接口电路用于将数字控制信号转换为伺（sì）服机（jī）构能识别的模（mó）拟（nǐ）控制信号，包括模/数转（zhuǎn）换、幅值变（biàn）换和驱（qū）动（dòng）电路。
（4）离散量接口。离（lí）散（sàn）量输（shū）出电路用于将飞控计（jì）算机（jī）内部及外部的开（kāi）关量信号变换为与微处理器工作电（diàn）平兼容（róng）的信号。
（5）通信接（jiē）口（kǒu）。用（yòng）于将（jiāng）接收的（de）串行数据转换为可以让主处理器读取（qǔ）的数据或（huò）将主处理器要发送的（de）数据转（zhuǎn）换为相（xiàng）应的数（shù）据。飞控计（jì）算机和（hé）传感器之间可以通过RS232/RS422/ARINC429等总线方式通信，随着（zhe）技术（shù）的不断发展，1553B总线等其他总线通信方式也将应用到无（wú）人机系统中。
（6）余度管理（lǐ）。无（wú）人机余度类型飞控（kòng）计算（suàn）机（jī）多为双余度配置。余度支持电路用于支持多余度机载计算机协调运行，包括：通（tōng）道计算机间（jiān）的信息交换电路，同步（bù）指（zhǐ）示电（diàn）路（lù），通道故障逻辑综合电路及故障切（qiē）换电（diàn）路。通道计（jì）算机间的信息交换电路是两个通道飞（fēi）控计算（suàn）机之间进行共享（xiǎng）信（xìn）息传递（dì）的信息通路。同步指（zhǐ）示电路是（shì）同步运行的余度计算（suàn）机（jī）之间相互（hù）同步的（de）支持（chí）电路。通道故障逻辑综合电（diàn）路将软（ruǎn）件监控和（hé）硬件监控电路的监控结果进行综（zōng）合，它的（de）输出用（yòng）于故障切换和（hé）故（gù）障指（zhǐ）示。
（7）加温电（diàn）路。常用工作环境（jìng）超出工业品级温度范围的（de）飞控计算机当中，以满足加温电路所需功率和加温（wēn）方（fāng）式（shì）的需（xū）求。
（8）检测接口。飞（fēi）控计算机应留有合适的接（jiē）口，方便与一线检测设备、二线检测设备连接。
（9）飞控计算机机箱。它直接影响（xiǎng）计算机抗恶劣环境的能力以（yǐ）及可靠性（xìng）、可维护性（xìng）、使（shǐ）用寿命。
4.机载（zǎi）飞控软件
机载（zǎi）导航飞控软（ruǎn）件，简称机载飞控软件，是一（yī）种运（yùn）行（háng）于飞控计（jì）算（suàn）机上的（de）嵌入式实时任（rèn）务软件。它不仅要具有功能正确（què）、性能好、效率（lǜ）高的特（tè）点，而且要具有（yǒu）较好的（de）质（zhì）量保（bǎo）证、可靠性和（hé）可维（wéi）护性。
机载非空（kōng）软件按（àn）功能可以划（huá）分成如（rú）下功能（néng）模块：
（1）硬件接口驱动模块；
（2）传感（gǎn）器数据处理模块；
（3）飞行控（kòng）制律模块；
（4）导航与制导（dǎo）模块（kuài）；
（5）飞行任务（wù）管理模块
（6）任务设备管理（lǐ）模块；
（7）余度管（guǎn）理模块（kuài）；
（8）数据传输、记（jì）录模块
（9）自检测模（mó）块
（10）其他模块。
5.飞（fēi）控计算机自（zì）检测
飞控计（jì）算机自检测模块（BIT）提供故障检测、定（dìng）位和隔离的功（gōng）能。BIT按功能不（bú）同又分为维护（hù）自检测（cè）（MBIT）、加（jiā）电起（qǐ）动自（zì）检测（cè）（PUBIT）、飞行前自检测（PBIT）、飞行中自检测（IFBIT）。
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