导（dǎo）航飞控系（xì）统
定义：
导（dǎo）航飞控系统是无人机的（de）关（guān）键核（hé）心（xīn）系统之一。它在部分情况下，按具体（tǐ）功能又可（kě）划分为导航（háng）子系统和飞控子（zǐ）系统（tǒng）两部（bù）分。
导航子系统的（de）功（gōng）能是向（xiàng）无人机（jī）提供（gòng）相对于所（suǒ）选定的参（cān）考坐标系的位置、速度（dù）、飞行姿态、引导无人机（jī）沿指（zhǐ）定航线安全、准时、准确地（dì）飞行。完善的无人机（jī）导航（háng）子（zǐ）系统（tǒng）具有以（yǐ）下功（gōng）能：
（1）获得必要的导航要素，包括高（gāo）度（dù）、速度、姿态、航（háng）向；
（2）给出满（mǎn）足精度要求的定位信（xìn）息，包括经度、纬度；
（3）引导飞机按（àn）规定计（jì）划飞行；
（4）接收预定任务航线（xiàn）计划的装定（dìng），并对任（rèn）务（wù）航（háng）线的执行进行（háng）动（dòng）态管理；
（5）接收控制站（zhàn）的导航模式控制指令并执（zhí）行，具有指令导（dǎo）航模式与预（yù）定（dìng）航（háng）线飞行模（mó）式相互切换的功能；
（6）具有接收并融合无人（rén）机其他（tā）设备的辅助导航定位信息的能力；
（7）配合其他（tā）系统完（wán）成各（gè）种（zhǒng）任务
飞控子系统（tǒng）是无人机完成（chéng）起飞、空中飞行（háng）、执（zhí）行任务、返厂回收（shōu）等整个飞行过程的核心（xīn）系统，对无人机实现全权控制与管理，因此飞控（kòng）子（zǐ）系统之于无（wú）人（rén）机相当于驾驶员之于有人机，是无人机执行任务的（de）关键。飞控子系统主要具有（yǒu）如下功能：
（1）无人机姿态稳定与控制；
（2）与导航子系统（tǒng）协（xié）调完成航迹控制；
（3）无人（rén）机（jī）起飞（发射）与着陆（回收（shōu））控制；
（4）无人（rén）机飞行管理；
（5）无人机任务（wù）设备管理与控制（zhì）；
（6）应急控制；
（7）信（xìn）息收集与（yǔ）传递。
以（yǐ）上所（suǒ）列的功能中第1、4和6项（xiàng）是所有无人机（jī）飞行控制系统所必须具备（bèi）的（de）功能（néng），而（ér）其他（tā）项则不是每一种（zhǒng）飞（fēi）行控制系统（tǒng）都具备的，也不是每一种（zhǒng）无人机都需（xū）要的（de），根据具体无人机的种类和型号可进行选择（zé）、裁剪和组合。
传感（gǎn）器
无人机导航飞控（kòng）系统常用的传感器包括角速度率传感器、姿态传感器、位置传感器（qì）、迎角侧滑传感（gǎn）器、加速度传感器（qì）、高度传感器及空速传感器等，这些传（chuán）感器（qì）构成无人机导航飞控系统设计的基础（chǔ）。
1.角速度传感器（qì）
角速度传感器是（shì）飞行控制系统的（de）基本传（chuán）感器之一，用于感受无（wú）人（rén）机绕（rào）机体轴的转动角（jiǎo）速率，以构（gòu）成角速度反馈，改（gǎi）善（shàn）系统的阻尼特（tè）性（xìng）、提高稳定性（xìng）。
角速度传（chuán）感（gǎn）器的选择要（yào）考（kǎo）虑其测量范围、精度、输（shū）出（chū）特（tè）性、带宽等。
角（jiǎo）速度（dù）传感（gǎn）器应（yīng）安装在无人机重心附件，安装轴线与要感（gǎn）受（shòu）的机体轴向平行，并特别（bié）注意极性的正确性（xìng）。
2.姿态（tài）传感器
姿态传（chuán）感（gǎn）器用（yòng）于感受（shòu）无（wú）人机的（de）俯仰、转动和航向角（jiǎo）度，用于实现姿态稳定（dìng）与航向控制功能。
姿态传感器（qì）的（de）选择要考虑（lǜ）其测量（liàng）范围、精度、输出特性、动态特性等（děng）。
姿态传感器应（yīng）安装在无人机重心附近（jìn），振动要尽可能（néng）小，有较高的安装精（jīng）度要求。
3.高度、空速传感器（大气机（jī））
高度、空速传感器（大气机）用于感受无人机的飞行高度和空速，是（shì）高度保（bǎo）持和空速保（bǎo）持的必备传感器。一般（bān）和空速管、同期管路构成大（dà）气数据系统。
高度、空速（sù）传感器（大气机）的选择主（zhǔ）要考虑测量范围和测量精度。一般要求其安（ān）装（zhuāng）在空速管附近，尽量缩短管路。
4.位置传（chuán）感器
位置传感（gǎn）器用于感受无（wú）人机的位置，是飞（fēi）行轨迹控制的必（bì）要前提。惯性导航设备、GPS卫星导航接收（shōu）机、磁航向传感（gǎn）器是（shì）典（diǎn）型的（de）位置传感（gǎn）器。
位置传感器的选择一般要（yào）考虑与飞行（háng）时间（jiān）相关（guān）的（de）导航（háng）精度、成本和可用性等问题。
惯（guàn）性导航设（shè）备有安装（zhuāng）位置和较（jiào）高（gāo）的（de）安装精（jīng）度（dù）要求，GPS的安（ān）装主要应避免天线的遮挡问题。
磁航向传感器要安（ān）装（zhuāng）在受铁（tiě）磁性物质影响最（zuì）小且（qiě）相对固定（dìng）的地方，安装件（jiàn）应采用非磁性材料（liào）制造。
飞控计算机
导航飞控计算机，简称飞控计算机，是导（dǎo）航飞控系统的核（hé）心部（bù）件，从无人机飞行控制的角（jiǎo）度来看，飞控计算机应具备如下功能：
（1）姿态稳定与控制
（2）导航与制导（dǎo）控制
（3）自主（zhǔ）飞行控（kòng）制
（4）自动（dòng）起飞、着（zhe）陆控制。
1.飞控（kòng）计算机类（lèi）型
飞控计算机按照对信号的处理方（fāng）式，主要分为模拟（nǐ）式。数据混合式和数（shù）字式（shì）、飞控（kòng）计算机三（sān）种类型。
现今，随（suí）着数学电路（lù）技术的发展，模拟式（shì）飞（fēi）控计算机（jī）已基本被数字（zì）式飞控计算机取代，新研（yán）制的无人（rén）机飞控系统几乎都采用了（le）数（shù）字式飞控（kòng）计（jì）算机。
2.飞（fēi）控计算机余度
无人机没有人身安全问（wèn）题（tí），因（yīn）此会综合（hé）考（kǎo）虑功能（néng）、任务（wù）可靠性（xìng）要求和性能价格比来进（jìn）行余度配置（zhì）设（shè）计。就（jiù）飞控（kòng）计算机而言，一（yī）般大、小型无（wú）人机都有哦余（yú）度设计，一些（xiē）简单（dān）的（de）微、轻型（xíng）无人机无单余度设计。
3.飞（fēi）控计算机主要硬件构成
（1）主处理控制器。主要有通用型处理器（MPU）、微处理器（qì）（MCU）、数字信号处理器（DSP）。随着FPGA技术的发展，相当（dāng）多（duō）的（de）主处（chù）理（lǐ）器FPGA和处理器组合（hé）成强大的（de）主处（chù）理控制器。
（2）二次电源。二（èr）次电（diàn）源是（shì）飞控计算机的一个关键部件。飞（fēi）控计算机的二次（cì）电源一（yī）般（bān）为（wéi）5V、±15V等（děng）直流电源电压，而（ér）无人机的一次电源根据型号不同区别较大，要（yào）对一次电源（yuán）进行变换。现在普遍使用集成开关电源模块（kuài）。
（3）模拟量输入/输出接口（kǒu）。模（mó）拟量输入接口电路将各传感器（qì）输入的模拟量（liàng）进行信号调（diào）理、增益变换，模/数（A/D）转换后，提供给微处（chù）理（lǐ）器进（jìn）行相应处理。模拟信号一般可分为直（zhí）流（liú）模拟信号和交流调制信号两类。模拟量输出（chū）接口（kǒu）电（diàn）路用于将数字控制信号转换为伺（sì）服机构能识别的模拟控制信号（hào），包（bāo）括模/数转换、幅值变换和（hé）驱动电路。
（4）离散（sàn）量接口。离散量（liàng）输（shū）出电路用于将飞控计（jì）算（suàn）机内部及外部的开关量信号（hào）变换为与微处理器工作电平兼容（róng）的信号。
（5）通信接口（kǒu）。用（yòng）于将接（jiē）收的串行数据转换为可以让（ràng）主处理器读取的数据或（huò）将主处理器要发送的（de）数据转换为（wéi）相（xiàng）应（yīng）的数据。飞控计算机和（hé）传感器之间可（kě）以通过RS232/RS422/ARINC429等总线方（fāng）式通（tōng）信，随着技（jì）术的不（bú）断发展，1553B总线等其他总线通信方式也将应用到（dào）无人机系统中。
（6）余度管理。无（wú）人（rén）机余（yú）度类型飞控（kòng）计（jì）算机多为（wéi）双余度配置。余度支持（chí）电路（lù）用于支持多余度机（jī）载计算机协调运行（háng），包括：通道计算机间的信息交换电路，同步指示电路，通（tōng）道故障逻辑综合电（diàn）路（lù）及故障（zhàng）切（qiē）换电路（lù）。通道计算（suàn）机间的信（xìn）息交换电路是两个通道飞控计算机之间进行（háng）共享信息传（chuán）递（dì）的信息通路。同步（bù）指示电路是（shì）同（tóng）步（bù）运行的（de）余度（dù）计算机之间相互同（tóng）步的支持电路。通道故障逻辑（jí）综合电路将软件监控和硬件监（jiān）控电路的监控结果（guǒ）进行（háng）综合（hé），它的输出（chū）用于故障切换和故障指示。
（7）加温电路。常用工（gōng）作环境超出（chū）工业品级温度范围的飞控计算机当中，以满足加温（wēn）电路所需功率和加温方（fāng）式（shì）的需求。
（8）检测（cè）接口。飞控计算机应留有（yǒu）合适（shì）的接口，方便与一线检测设备、二线检测设备连接。
（9）飞（fēi）控计算机（jī）机箱。它直接影响计算机抗恶劣环境的（de）能力以及可靠性、可维护（hù）性、使用寿命。
4.机载飞（fēi）控软（ruǎn）件（jiàn）
机载导航（háng）飞控软件，简称机载（zǎi）飞控软件，是一（yī）种运（yùn）行于（yú）飞控计算机（jī）上的嵌入式实（shí）时任务软件。它不仅要具有功能正确、性能（néng）好（hǎo）、效率高的（de）特（tè）点，而且要具（jù）有（yǒu）较好的（de）质量保证、可靠性和可维（wéi）护性。
机载非空软件按功能可以划分成（chéng）如下功能模块（kuài）：
（1）硬件接（jiē）口驱动模块；
（2）传感器数据（jù）处理模块（kuài）；
（3）飞行控制（zhì）律（lǜ）模块；
（4）导航（háng）与制（zhì）导模块；
（5）飞行任务（wù）管理模块
（6）任（rèn）务设备管（guǎn）理（lǐ）模块；
（7）余度管理模（mó）块；
（8）数（shù）据传输（shū）、记录模块
（9）自（zì）检测模块
（10）其他模块。
5.飞控计算机自检测
飞控计算（suàn）机自检测模块（BIT）提供故障（zhàng）检测、定（dìng）位和隔离的（de）功能（néng）。BIT按功能不同又分为维护自检测（MBIT）、加（jiā）电起动（dòng）自检测（PUBIT）、飞（fēi）行前自检测（PBIT）、飞行（háng）中自检（jiǎn）测（IFBIT）。
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