导航飞控系（xì）统
定义：
导航飞（fēi）控系统是（shì）无人机（jī）的关键核（hé）心系统之一。它在部分情况下，按具体功能又可划分为导航子系统和飞控子系（xì）统两（liǎng）部分。
导航子系统的（de）功能是向无人（rén）机提供（gòng）相对于所选定的参考坐（zuò）标（biāo）系的位（wèi）置（zhì）、速（sù）度、飞行姿态、引导无人机沿指定航线（xiàn）安（ān）全、准时、准确地飞行。完善的无（wú）人机导航子系统具有以下功能（néng）：
（1）获（huò）得必要的导航要（yào）素，包括高度、速度、姿态、航向；
（2）给出满足精（jīng）度要求（qiú）的定位信息，包括经度（dù）、纬度；
（3）引（yǐn）导飞机（jī）按（àn）规定计划飞行；
（4）接收预定任（rèn）务航线计划的装定，并对任务航线的执行进行动（dòng）态管理；
（5）接（jiē）收控制站的导航（háng）模式控（kòng）制指（zhǐ）令并执行，具（jù）有指令（lìng）导航模式与预（yù）定航线飞行模式相互切换（huàn）的功（gōng）能；
（6）具有接收并融合无人机其他设（shè）备的辅（fǔ）助导航定位信息的能力；
（7）配合其他系统完（wán）成各种任务
飞控子系统是（shì）无人机完成起飞、空（kōng）中（zhōng）飞行、执行任（rèn）务、返厂回收等整个飞行过程的（de）核心系统，对无人机（jī）实现全权控制与管理，因此飞控子（zǐ）系统之于无人（rén）机相当（dāng）于驾驶员之于有人机（jī），是无人机执行任务的（de）关键。飞控子系统（tǒng）主要具有如下功能：
（1）无人机姿态稳定（dìng）与（yǔ）控制（zhì）；
（2）与导航（háng）子系统协调完成航迹控（kòng）制；
（3）无（wú）人机起飞（发射（shè））与着陆（回收）控（kòng）制；
（4）无人机飞行管理；
（5）无人（rén）机任务设备管理与控制；
（6）应急（jí）控制；
（7）信息收集与传（chuán）递（dì）。
以（yǐ）上所列的功能（néng）中第1、4和6项（xiàng）是（shì）所有无（wú）人（rén）机飞（fēi）行控（kòng）制（zhì）系（xì）统（tǒng）所必须具备的功能，而（ér）其他项则不是每（měi）一种（zhǒng）飞行控制系统都具备的，也不是每一种无人（rén）机都（dōu）需要（yào）的，根（gēn）据具体（tǐ）无人机的种类（lèi）和型号可进行选择（zé）、裁剪和组合。
传感器
无人机导航飞控系统常用的传感器包括角速度率（lǜ）传（chuán）感器、姿态传感器、位（wèi）置传感器、迎角侧滑传感器、加速（sù）度传感器（qì）、高度传感器及空速传感器等，这（zhè）些传感器构成无人机导航（háng）飞控系（xì）统设计的基础。
1.角速度（dù）传感器
角速度传感器是飞行控制系统的基本（běn）传感器之（zhī）一，用于感受（shòu）无人机绕机体轴的转动角（jiǎo）速率，以构成角（jiǎo）速度反馈，改善系统的阻（zǔ）尼（ní）特（tè）性、提（tí）高稳（wěn）定性。
角速度传（chuán）感器的选择要考虑其（qí）测（cè）量范（fàn）围、精度、输出特（tè）性、带宽（kuān）等。
角速度（dù）传（chuán）感器应安装在无人机重心附件（jiàn），安（ān）装轴（zhóu）线与要感受的机体（tǐ）轴向平行，并特（tè）别注意（yì）极性的（de）正确性。
2.姿态传（chuán）感器
姿态传感器用于（yú）感受无人（rén）机的俯仰、转（zhuǎn）动和航向角度，用于（yú）实现（xiàn）姿（zī）态稳定与（yǔ）航（háng）向（xiàng）控制功能。
姿态传感器（qì）的选择要考虑（lǜ）其测量范（fàn）围、精度、输出（chū）特性、动态特性等。
姿态（tài）传感器应安装（zhuāng）在（zài）无人机重心附近，振动要（yào）尽可能（néng）小，有（yǒu）较高的（de）安装（zhuāng）精度要求。
3.高（gāo）度、空速传感器（大（dà）气机）
高度、空速传感器（大气机）用（yòng）于感受无人机（jī）的飞行高度和空速，是高度保持和（hé）空速（sù）保持的必备传（chuán）感器。一（yī）般和空速管、同期管路构（gòu）成大气数据系统。
高（gāo）度（dù）、空速（sù）传感器（大气机）的选择主要考虑（lǜ）测量范（fàn）围（wéi）和测（cè）量精度。一般要求（qiú）其安装在空速管附近（jìn），尽量缩（suō）短管路（lù）。
4.位置传感器
位置传（chuán）感器用于感受无人机的位置，是飞行轨迹（jì）控制的必要前提。惯性导航设备（bèi）、GPS卫星导航接（jiē）收机、磁航向传感器是典型的（de）位（wèi）置传感器。
位置传感（gǎn）器的选择一般（bān）要考虑与飞（fēi）行时间相关的导航精度、成本和可（kě）用性等问题。
惯性导（dǎo）航设备有安装位置和（hé）较高的安装精度要求，GPS的（de）安（ān）装主要（yào）应避免天线的遮（zhē）挡问题。
磁航向（xiàng）传感器（qì）要安（ān）装在受铁磁性物质影（yǐng）响最小且相（xiàng）对固定的地方，安装件应采（cǎi）用（yòng）非磁性材料制造。
飞控计算机（jī）
导航飞控计算机，简称飞控计算机，是导航飞控（kòng）系统（tǒng）的核心部件，从无人机（jī）飞行控制（zhì）的角度来看，飞控计算机应具备（bèi）如下功能：
（1）姿态（tài）稳定与控制
（2）导航与制（zhì）导（dǎo）控（kòng）制
（3）自主飞行控制
（4）自动起飞、着陆控制。
1.飞（fēi）控计算机（jī）类型（xíng）
飞控（kòng）计算机按照对信号的处理方式，主（zhǔ）要分为模拟式。数据混合式和数字式、飞控计算机三种类型。
现今，随着（zhe）数学电路技（jì）术的发展，模拟（nǐ）式飞控计算机已基（jī）本被数字式飞控计算机取代，新研制的（de）无人机飞（fēi）控（kòng）系（xì）统几（jǐ）乎都采用（yòng）了数（shù）字式飞控计算机。
2.飞控计算机余度
无人（rén）机没有人身安全问题，因（yīn）此会综合考虑功能、任务可靠性要求和性能价格（gé）比（bǐ）来进行（háng）余（yú）度配置设（shè）计（jì）。就飞控计（jì）算机而（ér）言，一般大（dà）、小型无（wú）人机都有哦余度（dù）设计，一些简（jiǎn）单（dān）的微、轻型无人机无单余度（dù）设计。
3.飞控计算机（jī）主要（yào）硬件构成（chéng）
（1）主处理控制器。主要有通用型（xíng）处理（lǐ）器（MPU）、微处理器（MCU）、数字信（xìn）号处理器（DSP）。随着FPGA技术的发展，相当多的主处理器FPGA和处理（lǐ）器组合成强大的主处理控（kòng）制器。
（2）二次电源（yuán）。二次电源是飞控计算机的一个关（guān）键部件。飞控（kòng）计算机（jī）的二次电源（yuán）一般（bān）为（wéi）5V、±15V等直流电源电（diàn）压，而无（wú）人机（jī）的一次电源根据型号不同区别较大，要对一次电源进行变换。现在普遍（biàn）使用集（jí）成开关电（diàn）源模（mó）块。
（3）模拟量（liàng）输入/输出接口。模拟量输入接口电路（lù）将（jiāng）各（gè）传感器输入的模拟量进行信号调（diào）理、增益变换，模/数（A/D）转换（huàn）后（hòu），提供给微处理（lǐ）器进行相应处理（lǐ）。模拟信（xìn）号一般（bān）可分（fèn）为直流模（mó）拟（nǐ）信号和（hé）交流调制信（xìn）号（hào）两类。模拟量输出（chū）接（jiē）口电路用于将数（shù）字控制信号转换为（wéi）伺服机构能识别（bié）的模拟控制信号，包括模（mó）/数转换、幅值变换（huàn）和（hé）驱动电（diàn）路。
（4）离散量接口。离（lí）散量输出电路用于将飞（fēi）控计算机内部及外部的开关量信号变换为与微（wēi）处理器工作电平兼容的信号。
（5）通信接（jiē）口。用于将接收（shōu）的串行数据转换为可以让主（zhǔ）处理器读取的（de）数据或（huò）将主处理（lǐ）器（qì）要发送的数据转换为相应（yīng）的（de）数据。飞控计算机和传感器之间可以通过RS232/RS422/ARINC429等总线（xiàn）方式通信（xìn），随（suí）着（zhe）技术的不断发展，1553B总（zǒng）线等其他总线通信方（fāng）式也将应用到无人机系统中。
（6）余度管理。无人机（jī）余度类（lèi）型飞控计算（suàn）机多为（wéi）双余度（dù）配置。余度支（zhī）持电（diàn）路（lù）用于支持多余度机（jī）载计算机协调运（yùn）行，包括（kuò）：通道计算机间的信息交换电路，同（tóng）步指示（shì）电路（lù），通道故障逻辑综（zōng）合电路及故（gù）障切换电路（lù）。通道计算机间的信息交换电路是两（liǎng）个（gè）通道飞控计算机（jī）之（zhī）间（jiān）进（jìn）行共享信息传递（dì）的（de）信息（xī）通（tōng）路。同步（bù）指示电路是同步运行的余度计算机之间（jiān）相互同步的支持电路。通道（dào）故障（zhàng）逻辑综合电路将软件（jiàn）监（jiān）控和硬件监控电路的监控结果（guǒ）进行（háng）综合，它的输（shū）出用于故障切换（huàn）和故障指（zhǐ）示。
（7）加（jiā）温（wēn）电路（lù）。常用工作环境超（chāo）出工（gōng）业品（pǐn）级温度（dù）范围的（de）飞控计算机（jī）当中，以满足加温电路所需功（gōng）率和加温方式的需（xū）求。
（8）检测接口（kǒu）。飞（fēi）控计算机（jī）应（yīng）留有合适的接口，方便（biàn）与一线检测设备、二线检测设备（bèi）连接。
（9）飞控（kòng）计算机机箱。它直接影响计算机（jī）抗恶（è）劣环境的能力以（yǐ）及可靠（kào）性、可维护性、使用寿命。
4.机载飞（fēi）控软件
机载导航飞控（kòng）软件，简（jiǎn）称（chēng）机载飞（fēi）控软件，是一（yī）种运行于飞控计算机（jī）上的嵌入式实时任务软件。它不仅（jǐn）要具有功能正（zhèng）确、性能（néng）好、效率高的特点，而（ér）且要具有（yǒu）较好的质量保证、可靠性和可维护性。
机（jī）载非空（kōng）软（ruǎn）件按功（gōng）能可以（yǐ）划分成如（rú）下功能模块：
（1）硬件接口驱动模块；
（2）传感器数据处（chù）理模块；
（3）飞行控制（zhì）律模块；
（4）导航与制导模块；
（5）飞行任务管理（lǐ）模块
（6）任务设备管理模块；
（7）余度管理模块（kuài）；
（8）数据传输（shū）、记录模块（kuài）
（9）自检测模块
（10）其他（tā）模块。
5.飞控计算机自检测
飞控计算机（jī）自检测模块（BIT）提供故（gù）障检（jiǎn）测、定位和隔离的功能。BIT按功能不（bú）同又分（fèn）为（wéi）维护自检测（cè）（MBIT）、加电起（qǐ）动（dòng）自检测（PUBIT）、飞行前（qián）自检（jiǎn）测（PBIT）、飞（fēi）行中自检测（IFBIT）。
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