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【航拍宝典】无人机相关理论知识
什么是无人机？
无人机（UAV无人机系统：也称无人驾驶航空器系统，是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路）：是一架由遥控站管理（包括远程操纵或自主飞行）的航空器，也称遥控驾驶航空器，简称无人机。以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统。
我们思考一下人是怎么完成自己的位置和姿态的?
这个世界上我们只要用六个数字就可代表世界万物的点了
三个数字代表位置，三个数字代表姿态
人是怎么知道自己的位置信息的？
人是不知道自己的位置信息的，
所以发明了地图指南，现在发明了GPS
位置信息就是：
（经度，纬度，高度）
人是怎么知道自己的姿态信息的？
内耳迷路中除耳蜗外，还有三个半规管、椭圆囊和球囊，后三者合称为前庭器官，是人体对自身运动状态和头在空间位置的感受器。当机体进行旋转或直线变速运动时，速度的变化（包括正、负加速度）会刺激三个半规圆或椭圆囊中的感受细胞；当头的位置和地球引力的作用方向出现相对关系的改变时，
那无人机是靠什么来感知位置的呢？
GPS和指南针
那无人机是靠什么来感知姿态的呢？
惯性测量单元（IMU）是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置
导航和控制技术
无人机和人一样都是靠GPS和指南针来确定我们的位置信息
无人机和人类似都是靠IMU来感知自己的姿态系统
知道了我们在哪里和要到哪里才能确认我们应该怎么走，这就是导航技术
知道了我们的姿态，我们才能控制自己，这就是控制技术
无人机的“机”代表什么呢？
这里的机代表的不是机器而是飞机
无人机一般指的是无人机系统
第一部分地上部分
第二部分地面部分（遥控，地面站，显示设备等）
多旋翼的命名
三个及以上旋翼轴的特殊的直升机叫做多旋翼无人机或叫多轴无人机，其中旋翼是指提供动力的旋翼（螺旋桨）,轴是指提供动力的旋翼的旋转轴
飞行平台系统
不同结构的多旋翼的特点：
六轴及以上多旋翼具有断桨保护功能安全性更高
四轴布局的气动效率最高
常规布局（平铺）气动效率一般高于共轴布局
共轴布局一般在同等起飞重量下轴距小于正常布局，抗风性和稳定性要高于常规布局
旋翼的相同的特点：
& & 多轴结构对称
& & 电机的数量多为偶数
& & 相邻或上下两个电机转向相反
& & 一般分为常规布局（平铺）和共轴布局
飞控系统以主控器为核心，通过主控器将IMU，GPS-COMPASS,PMU和电调等设备接入A2系统，利用IMU惯性导航，结合GPS可进行定高定位，实现飞行器控制功能
IMU包含了三轴加速度计，三轴陀螺和气压计，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，气压计测量高度并以此解算出飞行器的飞行姿态。
陀螺仪原理
传统的陀螺仪主要是利用角动量守恒原理，因此它主要是一个不停转动的物体，它的转轴指向不随承载它的支架的旋转而变化
微机械陀螺仪利用科里奥利力——旋转物体在有径向运动时所受到的切向力
加速度计,以下简称加计,大家可以把它想象成一个铁块,这个铁块是个立方体,有前后左右上下六个面,每个面连接有一个弹簧,弹簧另一端假设固定在一个卡车的集装箱里面,这样这个铁块就被这六个弹簧吊在集装箱里面了,由于铁块有重力,所以汽车不动时,上面的弹簧被拉长,下面的弹簧被压缩,这里假设是通过测量弹簧的拉力来输出加速度(实际有可能是电容什么的,这里不做讨论,了解特性就好),六个弹簧,两两一组,正好3个轴,这就是3轴加速度了,静止不动时,只有Z轴也就是上下两根弹簧有读数,其他两对弹簧是平衡的.现在假设汽车在做加速运动,那么不仅仅上下两根弹簧不平衡了,前后两根弹簧也会有变化,前面的弹簧拉长,后面的弹簧压缩,就有了前后方向的加速度.左右也是一个道理.
根据托里拆利（Evangelista Torricelli,）的实验原理而制成，用以测量大气压强的仪器。气压计的种类有水银气压计及无液气压计。其用途是：可预测天气的变化，气压高时天气晴朗；气压降低时，将有风雨天气出现。可测高度。每升高12米，水银柱即降低大约1毫米，因此可测山的高度及飞机在空中飞行时的高度。
GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
常见名词解释
AGPS辅助全球卫星定位系统（英语：Assisted Global Positioning System，简称：AGPS）是一种GPS的运行方式。它可以利用手机基地站的资讯，配合传统GPS卫星，让定位的速度更快
DGPS是英文Differential FDSGGlobal Positioning System的缩写，即差分全球定位系统，方法是在一个精确的已知位置（基准站）上安装GPS监测接收机，计算得到基准站与GPS卫星的距离改正数。
为什么校准地磁
正常地磁场校正（nollnalgeomagnetic correction）：地球的正常磁场随着纬度的变化而变化，在磁法勘探的资料整理中，消除掉各测点上由于正常磁场变化所产生的影响，称为正常地磁场改正。
GPS 模块内含磁场传感器，用于测量当地地磁场的方向，不同地域存在差异。如果您需要使用GPS 姿态模式，请确保正确连接指南针模块，否则GPS 模块将不会工作。
任何情况下都不允许指南针模块靠近磁铁，否则会损坏指南针。若发生这种情况请及时更换新的指南针，否则将会导致您的飞行出现异常甚至失控。
在第一次飞行或者更换到离原来场地较远的新场地飞行时，请先校准指南针.校准过程(以及飞行过程)请确保远离铁磁性物质以及其它电子设备。如果持续校准失败，请检查附近是否有其它磁场或铁磁性物质干扰GPS 指南针模块。
大疆精灵3南针校准方法
其他类型传感器
GPS导航定位
超声波光流定位
雷达导航定位
视觉导航定位
无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体，现在多采用高磁能积的稀土钕铁硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。
无刷电机常见参数
电机的型号：
使用尺寸表示法来直观地表示电机尺寸。例如5212意思为电机定子直径52mm，定子高度12mm；而3656就是直径36mm，高度56mm；4268为直径42mm，高度68mm
KV值定义：
无刷电机KV值定义为转速/V，意思为输入电压增加1伏特，无刷电机空转转速增加的转速值。从这个定义来看，我们能知道，无刷电机电压的输入与电机空转转速是遵循严格的线性比例关系的
无刷电机详细参数
构架24N22P
24N表示槽数是24，22P表示极数是22
电子调速器（esc）
电调全称电子调速器，英文Electronic Speed Control,简称ESC。针对电机不同，可分为有刷电调和无刷电调。它根据控制信号调节电动机的转速。
对于它们的连接，一般情况下是这样的：
1、电调的输入线与电池连接；
2、电调的输出线（有刷两根、无刷三根）与电机连接；
3、电调的信号线与飞控连接。
另外，电调有的有电源输出功能，即在信号线的正负极之间，有5V左右的电压输出，通过信号线为接收机供电，接收机再为舵机等控制设备供电。
动力电池主要以Li-Po(锂聚合物电池)
优点一能量密度高二放电倍率高三随充随用
缺点一贵二寿命短三不稳定
电池都有正极和负极，而负责锂离子在正负两极之间的交换工作的是电解质。和使用液态电解质的锂离子电池不同，锂电池使用的是干电解质，正负两极由一张像是烤箱里面用的锡箔纸一样的聚合物纸隔开，这也是锂聚合物电池名字的缘来。
锂离子通过干电解质聚合物的交换其实是不够快的，这也是为什么锂电池在普通室温下不可以快充的原因。当然如果你要把它放一热水袋上面充电的话，理论上是可以根据温度快充的
一块电池在冬天的时候使用会非常不给力，而在兜里暖和了以后会施放出更多的能量。同理，假设外部温度不变，一块使用锂电池的飞机在飞了一分钟以后会发现飞得更快，这正是因为电池内部的锂离子在正负极交换一段时间以后的效率随着电池化学反应而增加了。当然，也不是说越热越好，一个检查动力装置效率的最简单的办法就是落地以后检查电池温度。如果电池是温热的，就没有问题，如果电池烫手，那么就表示锂离子活动过快，很有可能是桨太大了，电机无法跟上
锂电池由于工艺特殊，所以通常是在使用前几个小时才充满电，当不使用的时候放电至3.8至3.9伏保存（锂池最佳储存电压为3.85V左右），切忌过低或者过高电压状态下保存电池，以延长使用寿命与维持有效容量。
在20℃下可储存半年以上，这是由于它的自放电率很低，而且大部分容量可以恢复。锂电池存在的自放电现象，如果电池电压在3.6V以下长时间保存，会导致电池过放电?而破坏电池内部结构，减少电池寿命。因此长期保存的锂电池应当每3~6个月补电一次，即充电到电压为3.8~3.9V（锂电池最佳储存电压为3.85V左右）、保持在40%-60%放电深度为宜，不宜充满。电池应保存在4℃~35℃的干燥环境中或者防潮包装。要远离热源，也不要置于阳光直射的地方。
【航拍宝典】无人机相关理论知识
好文章，增知识，学习了，谢谢楼主。
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学习了，增知识
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好文章，增知识，学习了，谢谢楼主。恩呢 大部分是在考AOPA驾驶证的时候学习到的呢~
【航拍宝典】无人机相关理论知识
你们用的都是什么平板
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不错不错～
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不错不错～谢谢谢谢 再接再厉
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学习了，增知识谢谢 ~再接再厉咯
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你们用的都是什么平板小米pad或者&&mini吧
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小米pad或者&&mini吧最近想弄个平板，不知道是不是一定要弄有GPS功能那种。差不少钱MINI的
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很专业的资料与见解。
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最近想弄个平板，不知道是不是一定要弄有GPS功能那种。差不少钱MINI的4g 和wifi 的就差300左右吧&&2000都花了还在乎300么。。。 WiFi版的不能用智能跟随的
【航拍宝典】无人机相关理论知识
真好。学了知识，还学了怎么保养设备。
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真好。学了知识，还学了怎么保养设备。谢谢咯。还会再接再厉的
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太专业了谢谢咯。还会再接再厉的
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学习了，增知识大部分知识都在这儿了
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好东西感谢分享
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支持你！看看继续努力学习。无人机进入持证上岗时代：飞行执照考试全攻略（上）
在这个对拍摄要求越来越高的年代，航拍也火了起来，但对很多影视人来说，大家可能并不真正了解航拍、航拍飞手和他们的故事，今天，我们来看看，一位从事航拍的飞手，一位励志成为通用无人机驾驶员的学员，对参加中国民航无人机培训的介绍和感想吧！
继可穿戴设备和智能家居之后，无人机已经成为最热的创业领域之一，越来越多的无人机出现在我们身边。民用无人飞行器可以依法应用于农林作业、测绘勘探、电力巡线、军事侦查、应急救灾、航拍应用等领域，包括研发、生产、运营在内，我国目前有300至400家民用无人机企业，从业人员超过万人。然而从业人员在没有驾驶资质和未申请空域的情况下，操控无人机升空属于违法行为，要受到处罚，若造成重大事故或者严重后果，要依法追究刑事责任。（本文将全面解析无人机的飞行管理和执照考试要求，手把手教你考执照）
鉴于国内飞行乱象丛生，而且民用无人机在全球范围的发展速度非常快，国际民航组织已经开始为无人机及其相关系统制定标准和建议措施、空中航行服务程序和指导材料的任务，因此多个国家推出了临时性管理规定。中国民用航空局也于日下发了《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》（AC-61- FS-2013-20），对目前出现的无人机及其系统的驾驶员实施指导性管理，并将根据其系统的驾驶员实施指导性管理，目的是按照国际民航组织标准建立我国完善的民用无人机驾驶员监管措施。无人机进入持证上岗时代
根据《通用航空飞行管制条例》的相关规定，从事通用航空飞行活动的单位、个人，凡是未经批准擅自飞行、未按批准的飞行计划飞行、不及时报告或者漏报飞行动态、未经批准飞入空中限制区域和空中危险区域的，由有关部门按照职责分工责令改正，给予警告；造成重大事故或者严重后果的，依照刑法追究刑事责任。此外，由国家体育总局发布的《关于加强航空模型飞行场地管理的通知》中规定，遥控航空模型的飞行场地、飞行空域内不得有人或建筑群、高压电线等障碍物，任何情况下模型飞机都不得在人群上空飞行。无人机飞行执照
目前，我国空域管理权属于空军，民航局只能在空军的允许范围内使用空域。即便使用1000米以下的低空区域，私人飞机也需要军方的批准才可以飞行。不过有消息称，中国可能会在2015年放开千米以下低空区域，千米以下飞行不需军方批准。有说法称，空域300米以下，雷达是扫不到的。正是因为存在这个盲区，很多无人机钻了空子进行“黑飞”，也导致一些无人机误闯禁区，一般城市的中心城区、机场周边以及北京全市都不允许飞行。哪些情况下飞行需要无人机执照？
根据重量，无人机分为4种：7千克以下的为微型，7至116千克的为轻型，116千克至5.7吨的为中型，5.7吨以上的为大型。目前，民用无人机多为轻型或微型。根据《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，重量小于等于7千克的微型无人机，飞行范围在目视距离半径500米内、相对高度低于120米范围内，不需要证照，原则上所有飞行都需要申报计划。超出该范畴的，比如送快递、市区航拍等商用领域，则在飞行资质管理范围内。微型无人机
一般情况下，相关部门对无人机驾驶员有“三个不管”：室内运行的不管，例如婚礼上用航模送个戒指；微型以下视距范围内（视距500米、高120米以内）的不管，例如遥控玩具飞机；在人烟稀少、空旷的非人口稠密区进行试验的无人机不管。普通消费者想用微型无人机给自己来张酷炫的“空中自拍”，也不必专门去考驾照。无人机商业拍摄
目前国内大多数无人机生产企业都在自行组织“飞手”资格培训，并颁发资格证书，但在实际的审批和管理办法中，由企业发放的“飞手”许可证并不具备法律效力。按照现行相关规定，向民航、空军等主管单位申请空域飞行使用，必须要具备中国AOPA官方颁发的无人机驾驶员执照等资格。无人机执照由什么单位管理和颁发？
2014年4月起，无人机驾驶员资质及训练质量管理开始由民航总局旗下的中国AOPA来负责，AOPA(中国航空器拥有者及驾驶员协会)于2004年经国务院批准在民政部注册，由中国民用航空局主管的全国性的通用航空行业协会，是国际航空器拥有者及驾驶员协会（IAOPA）的国家会员，也是其在中国（包括台湾、香港、澳门）的唯一合法代表。现在无人机驾驶员培训机构有几家？
为了全面了解我国民航驾驶员执照情况，中国民用航空局飞行标准司委托中国民航科学技术研究院和民航电信开发有限责任公司逐年对我国驾驶员执照数据进行了统计，截止到日，通过中国AOPA审定并颁发无人机驾驶员训练机构临时合格证的共28家，其中在北京的培训机构有8家。
无人机驾驶员合格证理论考试从2014年6月开始实施，截至日，无人机驾驶员理论考试量为363人次，通过人次为244人次，通过率为67.2%，平均分为71分。无人机执照有哪几种？
无人机训练合格证分驾驶员、机长2个级别，教员级别在合格证上签注。其中驾驶员飞行训练培训不少于44小时，其中包括飞行前检查4小时，正常飞行程序操作，不少于20小时，应急飞行程序操作，包括发动机故障、链条丢失、应急回收、迫降等，不少于20小时。机长培训不少于56小时，教员培训要求有100小时以上机长经历，两年以上工作经验，培训时间不少于20小时。其中无人机驾驶员和机长的区别是，驾驶员对飞行中的飞行器安全负责，而机长则对整个飞行系统，如飞机、驾驶员、地面站等负责，机长的权利大但同样责任大。无人机驾照考试哪家强？
越来越多的无人机行业从业者加入到执照考试的大潮中，而大家对于执照考试的具体过程并不很了解，为了一探究竟，编者亲身参与无人机执照考试，现身说法，帮大家详解整个无人机考试的全过程。理论课上课中
截至到目前为止，全国的培训机构有29家，其中北京8家。我在北京的8家培训机构中经过类比最后选择了蓝天飞扬，主要的考虑是蓝天是首批获得中国民航AOPA无人机驾驶员、机长培训资质的机构，同时又是DJI大疆航拍飞行器华北地区的总代理，全国首个无人机销售、无人机航拍、无人机驾驶员培训三位一体的公司。而年初热映的电影大片《狼图腾》的官方航拍团队是蓝天飞扬也更加坚定了我选择蓝天的决心。实践课教学演练
此后我便开始了为期15天的理论实践的学习和考试，15天的系统学习收获颇丰，这里将会尽心为大家分享，下一篇文章我将会全方位解读大家最为关心的关于考取无人机执照到底需要学什么，怎么考这些核心问题，敬请期待 ！本文为作者分享，影视工业网鼓励从业者分享原创内容，影视工业网不会对原创文章作任何编辑！如作者有特别标注，请按作者说明转载，如无说明，则转载此文章须经得作者同意，并请附上出处(影视工业网)及本页链接。原文链接 /stream/62946/
　　从2006年一路走来，我们成为全国首个无人机销售、无人机航拍、无人机驾驶员培训三位一体的科技公司。
　　代表作《狼图腾》、《水脉》、《神秘的西夏》等史诗大作。是DJI大疆航拍飞行器中国总代理，并首批获得中国民航AOPA无人机驾驶员、机长培训资质，已向社会输送了大批民航认证的无人机驾驶员。
　　我们现在从事航拍事业的公司，不应该仅局限于航拍，而是在工作中多学多看多了解，开拓自己的眼界，发掘更多无人机应用的潜力！才能在快速发展的行业内立于不败之地！
　　蓝天飞扬作为全国首个集无人机销售、无人机培训和无人机航拍服务的三位一体公司，鼎承这种思想，敞开大门欢迎大家前来与我们合作，共同为中国无人机事业的发展做出贡献！网站地址 关注微博 @蓝天飞扬
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