无人机系统理论基础

《无人机系统理论基础》是一本无人机专业的基础教材，通过本书读者可以了解无人机涉及的基本知识、基础原理，可以为无人机相关专业学生、受训人员的后续学习和工作打下坚实的基础，也可以为无人机爱好者增加专业知识。

本书作为无人机专业应用型人才培养的创新教材，主要讲解了无人机系统相关的理论基础知识。全书总共分为8个模块、33个学习任务，内容包括无人机的基本认知、无人机空气动力学、无人机飞行原理、无人机飞行控制原理、无人机导航原理、无人机通信原理、无人机地面站工作原理以及航空气象。本书适用于无人机工程类、应用类以及航空飞行器类职业本科和高职高专教学，也可用于培训类学校的无人机相关专业理论教学，还可供无人机爱好者作为参考资料使用。

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3MEMS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1Arduino124
知识点2PX4和PIXHawk124
知识点3MWC126
知识点4DJINAZA飞控126
知识点5KK飞控127
知识点6PPZ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2GPS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MavLink200
知识点1MavLink简介201
知识点2MavLink的优势202
知识点3MavLink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