无人机（jī）之所以（yǐ）能够（gòu）在空中自主飞行就是因为无人（rén）机也和人类一（yī）样，也拥有一个大脑，究竟是什么样的（de）一个（gè）大（dà）脑（nǎo）才能够控制一（yī）架飞机（jī）在空中自动（dòng）驾驶呢？下面劲鹰无人机来为你解答。
飞控，也称自驾仪。有了这套（tào）自驾仪，通过地面端（duān）的（de）电脑就（jiù）或者（zhě）手机就可（kě）以（yǐ）控制一架（jià）飞（fēi）机自主起飞、自主（zhǔ）导航（háng）、自主（zhǔ）降落了。
什么（me）是飞控（kòng）呢？飞控就是（shì）飞机飞行控制器的简称，既然是控制器（qì），那么这里边也应该（gāi）有一台微电脑之类的（de）来控制飞机，事实（shí）上现在的飞控内部除了一些传感器外还有就是（shì）多块单片机构（gòu）成。
现在的飞控内部使用的都是（shì）由（yóu）三轴陀螺仪，三（sān）轴加速度计，三轴（zhóu）地（dì）磁（cí）传感器（qì）和气压计组成的一个IMU，也称惯性测量单元。那么（me）什么是三（sān）轴陀螺（luó）仪（yí），什（shí）么是三轴加（jiā）速度计（jì），什（shí）么是三轴地磁传感器呢，气（qì）压计？它（tā）们在（zài）飞（fēi）机上（shàng）起到的是什么（me）作（zuò）用呢，这三轴又是（shì）哪三个轴（zhóu）呢？三（sān）轴（zhóu）陀螺仪（yí），三轴加速度计，三轴地磁传感器中的（de）三轴（zhóu）指的就（jiù）是飞机左（zuǒ）右（yòu），前后垂（chuí）直方向上（shàng）下这三个轴，一（yī）般都用（yòng）XYZ来代表（biǎo）。左右方向在飞机中叫做（zuò）横（héng）滚，前后方向在飞机中（zhōng）叫做俯仰，垂直（zhí）方向就是Z轴（zhóu）。陀螺都知道，小时候（hòu）基本上都玩（wán）过，在不转动的情（qíng）况下它很难站在地上（shàng），只有转动起来了，它才会（huì）站立在地上，或者说自行（háng）车，轮子越大越重的车子就越稳定，转弯的（de）时候（hòu）明显能够感觉到一（yī）股（gǔ）阻力，这（zhè）就是陀螺效应（yīng），根据陀螺效应，聪明的人们发明出（chū）的陀螺仪。最早（zǎo）的陀螺（luó）仪是一个高速旋转的陀螺，通过三个灵（líng）活的轴将这（zhè）个陀（tuó）螺固定（dìng）在一个框架中，无论外部框架怎么转动，中间高速旋转（zhuǎn）的陀螺始终保持一个姿态。通过三个（gè）轴上（shàng）的传感器就能够计算出外部框架旋转的度数等数（shù）据。
由于成本高，机械结构的复杂，现在都被电（diàn）子陀螺仪代替，电（diàn）子陀螺仪（yí）的优势就是成（chéng）本低，体积小重量轻，只有几克重，稳定性还有精度都比机械陀螺高。说（shuō）道这，大家也就明白陀螺仪在飞控中起到（dào）的作用（yòng）了吧，它就是测量XYZ三（sān）个轴的（de）倾角的（de）。那（nà）么三轴加速（sù）度计时干什么的呢，别急，我来（lái）给你解答，刚刚说道三轴陀螺仪就（jiù）是XYZ三个（gè）轴，现在不用说也就明白三轴加速度（dù）计也是XYZ三个轴（zhóu）。当我们开（kāi）车（chē）起步的（de）一瞬间就（jiù）会感到背（bèi）后有一（yī）股推（tuī）力，这股推力呢就是加速度，加（jiā）速度（dù）是速（sù）度变（biàn）化量与发生（shēng）这一变化时间的比值（zhí），是（shì）描述物体变化快慢的（de）物理量，米每二次方秒，例如一（yī）辆车在停止状态下，它的加速度是（shì）0，起步后（hòu），从每秒0米到每秒10米，用时10秒，这就（jiù）是这（zhè）辆车的加速度，如果车（chē）速每秒10米的速度（dù）行驶（shǐ），它（tā）的加速度就是（shì）0，同样，用10秒的时间减速，从每秒10米减速到每（měi）秒5米，那么它的加（jiā）速（sù）就是负数。三轴加（jiā）速度计就是（shì）测量（liàng）飞机XYZ三个轴的加（jiā）速度。
我们日常出行都是根据路标（biāo）或记忆来寻（xún）找自己的面向的，地磁传（chuán）感器就是（shì）感（gǎn）知地磁（cí）的，就（jiù）是一个电子指南针，它可以（yǐ）让飞机知道自己的飞行朝向，机（jī）头朝（cháo）向，找到任（rèn）务位置和家（jiā）的位（wèi）置。气压计呢就是测量（liàng）当前位置的大气压，都（dōu）知道（dào）高度越高，气压越低，这就是（shì）人道（dào）高原之后为什么会有高原（yuán）反应了，气压计是通（tōng）过测量不同位置的气压，计算压差（chà）获得到当（dāng）前的高度，这就是整个IMU惯性测量单元（yuán），它在（zài）飞机（jī）中（zhōng）起到的作（zuò）用就是感知飞机（jī）姿态的（de）变化，例如（rú）飞（fēi）机当前是前倾还是（shì）左右倾斜，机头朝向、高度等（děng）最基本的姿态数据，那么这些数据在飞空（kōng）中起到的作用是什么呢？
飞（fēi）控最基本的功（gōng）能控制一架飞（fēi）机在空（kōng）中飞行时的平衡，是由IMU测量，感知（zhī）飞机当前（qián）的倾角数据通过（guò）编译器编（biān）译成电子信号，将这个（gè）信号通过信号新时时传输给飞控（kòng）内部的单片机，单片机（jī）负（fù）责（zé）的是运算，根据飞机当前的数据，计算出一（yī）个补偿方向，补偿（cháng）角，然后将（jiāng）这个补（bǔ）偿数据编译成电子（zǐ）信号（hào），传输给（gěi）舵机或电机，电机或舵机在去执行命令，完成补（bǔ）偿动作，然后传感器感知到飞机（jī）平稳了，将（jiāng）实时数据再次（cì）给单片机，单片机（jī）会停止（zhǐ）补偿信号（hào），这就形（xíng）成了一个循环，大部分（fèn）飞控（kòng）基本上都是10HZ的内循环，也就（jiù）是1秒刷新十（shí）次。这（zhè）就是（shì）飞控（kòng）最（zuì）基本（běn）的功能，如果没有此功能，当（dāng）一个角一旦倾（qīng）斜（xié），那么（me）飞机就会快速的（de）失去平衡导致坠机，或（huò）者说（shuō）没有气压计测量不到自己的高度（dù）位置就会（huì）一直加油门或者一直降油门。其次（cì），固定翼飞控还有空速（sù）传（chuán）感器，空速传感（gǎn）器一般位于机（jī）翼（yì）上或（huò）机头，但不（bú）会（huì）在（zài）螺旋桨后边，空速传感器就是两路测量气压（yā）的传感器，一路测量静止气压，一路测量迎风气（qì）压，在计算迎风气压与静止（zhǐ）气（qì）压的（de）压差就可以算出（chū）当前的空气流速，一般是m/s。
有了最基本的平衡、定高和指（zhǐ）南针等功能，还不足以（yǐ）让一家飞（fēi）机能够自主导航，就像我们去某个商场一样，首先我们需要（yào）知道商场（chǎng）的所在位置，知道（dào）自己所在的位置（zhì），然后根（gēn）据交通情况规划路线。飞控也亦然，首先飞控需要知道（dào）自（zì）己所在位（wèi）置，那就需要定位的，也就是（shì）我（wǒ）们常说（shuō）的GPS，现在定位的有GPS、北斗、手机网络等定位系（xì）统（tǒng），但是这里面手机网络定位是最差的，误差好的（de）话（huà）几十米，不好的话（huà）上千米，这种误差是（shì）飞（fēi）控（kòng）无法接受的，由于GPS定位系统较早，在（zài）加上是开放的，所以大（dà）部分飞控采（cǎi）用的都是GPS，也（yě）有少数采（cǎi）用（yòng）的北斗定位。精度基本都（dōu）在3米（mǐ）内，一般开（kāi）阔地都是50厘米左右，因环境干扰，或建筑物、树木（mù）之类的遮挡，定位可能会差，很（hěn）有可能定位的是虚假信号（hào）。这也就（jiù）是为什么（me）民用无人（rén）机频频坠机、飞丢的一个主要原因。
GPS定位原理就是三（sān）点定（dìng）位，天上的GPS定位（wèi）卫星距离地球表（biǎo）面22500千米处，它们所运动的轨（guǐ）道正好形成一个（gè）网状（zhuàng）面，也就（jiù）是说在地球上的任（rèn）意一点（diǎn），都有可以同时收到3颗（kē）以（yǐ）上的卫星信（xìn）号。卫（wèi）星在运动的过（guò）程中会（huì）一直不断的发出电（diàn）波信号（hào），信（xìn）号中包含数据包，其中（zhōng）就有时间信号。GPS接收机通（tōng）过解算（suàn）来自（zì）多颗（kē）卫（wèi）星的数据包，以及时间信号，可以清楚的计算出自己与（yǔ）每一（yī）颗卫星的（de）距（jù）离，使用三角向量关系计算出自己所在的位置。GPS也定位了（le），数据也有（yǒu）了，这（zhè）个信号也（yě）会通过一个编译器在次编译成一个电子信（xìn）号传给飞控，让飞控知道自己所（suǒ）在（zài）的位置、任务的（de）位置和距离、家（jiā）的位置和距离（lí）以及当前的速度和高度，然后再由飞控驾驶飞机飞向任务位置或（huò）回（huí）家。刚刚（gāng）我们也说了，GPS能（néng）够测速（sù）也（yě）能够（gòu）测（cè）高（gāo）度，为什么要有气压计和（hé）空速计呢？这就是为了消除误（wù）差（chà），飞机飞起来（lái）是（shì）不与（yǔ）地（dì）面（miàn）接触的（de），直接接触的（de）是空气，假设（shè）飞行环境是无（wú）风的环境，飞机在地面滑跑（pǎo）加（jiā）速，加速（sù）到每秒20米的速度然后再拉升降舵起（qǐ）飞，这样GPS测（cè）量（liàng）到的数值是准（zhǔn）确的，但（dàn）是要是逆风（fēng）呢，是因为机（jī）翼与空气相（xiàng）对的运动达（dá）到了一定的速度才能够产（chǎn）生一（yī）定的升力让飞机起飞，如果在逆风环（huán）境下，风速每秒10米，飞机只需要加速到每秒10米（mǐ）就可以正常（cháng）离地了，如果加速到每秒20米，相对空气的速度已经达到了每（měi）秒30米（mǐ），或者说顺风起飞，风速每秒（miǎo）20米，飞（fēi）机GPS测（cè）速也达到了（le）20m/s的（de）速度，这个（gè）时候拉升（shēng）降舵，飞（fēi）机动都不会（huì）动，因为相对空气速度是0米，达不到起飞条件，必须加速到每秒40米（mǐ）的时候才能达到（dào）升（shēng）力起（qǐ）飞。这就（jiù）是空（kōng）速计的作用，GPS测量的只是地速，刚刚降到，GPS也可以定高，第一GPS定（dìng）位精（jīng）度是（shì）3米内，也就（jiù）是说（shuō）飞控能（néng）感知到的是平面方向的两倍（bèi）误差，信号不（bú）好的话十（shí）几米都（dōu）有（yǒu）可能，还有GPS不定（dìng）位的时候，另外GPS定高数据是海拔高度并不是地面垂直（zhí）高度，所以（yǐ）GPS定高在飞控中（zhōng）不管用。有了GPS飞（fēi）控也（yě）知道飞机位置了，也知道家的（de）位置（zhì）和任务位置（zhì），但是飞控上的任务以及家的位置飞控是怎么知道的呢，这就是地面（miàn）站（zhàn）的作用（yòng）。
地面站，就是在地面的基（jī）站（zhàn），也就是（shì）指挥飞机的，地（dì）面站可以分为单点地面站或（huò）者多点地面站，像民航（háng）机场（chǎng）就是（shì）地（dì）面站（zhàn），全国甚至全（quán）球（qiú）所（suǒ）有的地面站都在时时联网，它们能够清（qīng）楚（chǔ）的知道（dào）天上在（zài）飞行的飞机，并能时（shí）时监（jiān）测（cè）到飞机当（dāng）前的飞（fēi）行路线，状况等（děng），以及时时的调度等。像我们（men）用（yòng）的无人机大部分都是单点地（dì）面站，单点地面（miàn）站一般由一到多（duō）个（gè）人（rén）值守（shǒu），有（yǒu）技术员，场（chǎng）务人员，后勤员，通信员，指挥员等人组成。
地面（miàn）站（zhàn）设备组（zǔ）成（chéng）一般都（dōu）是由遥控器、电脑、视频显示器，电源系统，电（diàn）台等设备组（zǔ）成（chéng），一般简单的来说就是（shì）一台电脑，一个（gè）电台，一个遥控（kòng），电（diàn）脑上装有控制飞机的软件，通过航线规划（huá）工具规划飞机飞行的线路（lù），并设定飞行（háng）高度，飞行速度，飞行（háng）地点，飞行任务等通过数据口连接的数（shù）传电（diàn）台将（jiāng）任务数据编译传送至（zhì）飞控中，这里就有讲到（dào）数传（chuán）电台，数传电台就是数（shù）据传输（shū）电台，类似我们最和耳（ěr）朵一样，好比领导（dǎo）说今（jīn）天做什（shí）么（me）任务，我们（men）接受到任（rèn）务并回答（dá）然后再去执行任务（wù），执行任（rèn）务（wù）的时（shí）候（hòu）时（shí）实情况实（shí）时汇报给领导，这其中（zhōng）通信（xìn）就（jiù）是嘴巴和耳朵。
数传电台就是飞机与（yǔ）地（dì）面站通（tōng）信（xìn）的一个主（zhǔ）要（yào）工具，一般的数传电台采用的接口协议有TTL接口、RS485接口和RS232接口，的不（bú）过（guò）也有（yǒu）一些（xiē）CAN-BUS总（zǒng）线接口，频率有2.4GHZ、433MHZ、900MHZ、915MHZ，一般433MHZ的较多，因为（wéi）433MHZ是个开放的频段，再加上433MHZ波长（zhǎng）较长，穿（chuān）透力强等优势所以大部分民用用户一般都是用的（de）433MHZ，距离在5千米到15千米不等，甚至（zhì）更远。最终（zhōng）达到（dào）的就是（shì）飞机与电脑间（jiān）的通讯，电（diàn）脑给飞机的任务，飞机（jī）时时飞（fēi）行高度，速度等很多（duō）数（shù）据都会通（tōng）过它来传（chuán）输。以方便我们时时（shí）监控飞机（jī）情况，根（gēn）据需要随时（shí）修改飞机（jī）航向。
整（zhěng）套无人机（jī）飞控工（gōng）作原（yuán）理就是地面站开机，规划航线，给（gěi）飞控开机（jī），上传航线至（zhì）飞控（kòng），再设置自动（dòng）起飞（fēi）及（jí）降（jiàng）落参数，如起飞时（shí）离地速度，抬头角度（起飞攻（gōng）角，也称迎角），爬升高度，结束高度，盘（pán）旋半径或直径，清（qīng）空空速计等，然后检查飞（fēi）控中的错误、报警，一切正常，开始（shǐ）起飞，盘（pán）旋（xuán）几周后（hòu）在开始飞向（xiàng）任务点，执行任务，最（zuì）后（hòu）在降落，一（yī）般郊外建议伞降或手动滑降，根据（jù）场地选择。飞机在（zài）飞行过程中如果偏离航线，飞控就会一直纠（jiū）正这个错误，一直（zhí）修正，直到复位为止。
咨询航拍服（fú）务可（kě）加昆明俊鹰无人机飞控手老鹰的微信laoyingfly |
