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书书书犐犆犛４９．０９０犞３７!#$%&’’()*犌犅／犜３８９９７—２０２０!#$%&’()*+,-./0123456犌犲狀犲狉犪犾狉犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋狊犳狅狉狋犺犲犳犾犻犵犺狋犮狅狀狋狉狅犾犪狀犱狀犪狏犻犵犪狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿狅犳狊犿犪犾犾犪狀犱犾犻犵犺狋犿狌犾狋犻狉狅狋狅狉狌狀犿犪狀狀犲犱犪犻狉犮狉犪犳狋２０２００７２１78２０２１０２０１9:’(+,-./012’()*3/045678书书书目 次前言Ⅲ…………………………………………………………………………………………………………１ 范围１………………………………………………………………………………………………………２ 规范性引用文件１…………………………………………………………………………………………３ 术语、定义和缩略语１……………………………………………………………………………………… ３．１ 术语和定义１………………………………………………………………………………………… ３．２ 缩略语１………………………………………………………………………………………………４ 通用要求２………………………………………………………………………………………………… ４．１ 系统组成２…………………………………………………………………………………………… ４．２ 功能、性能２…………………………………………………………………………………………… ４．３ 数据记录６…………………………………………………………………………………………… ４．４ 接口６………………………………………………………………………………………………… ４．５ 环境适应性８………………………………………………………………………………………… ４．６ 电磁兼容性９………………………………………………………………………………………… ４．７ 可靠性９……………………………………………………………………………………………… ４．８ 互换性９……………………………………………………………………………………………… ４．９ 使用与维护９…………………………………………………………………………………………５ 验证试验１０………………………………………………………………………………………………… ５．１ 型式试验１０…………………………………………………………………………………………… ５．２ 出厂检验１１……………………………………………………………………………………………６ 标识、包装、运输和贮存１１………………………………………………………………………………… ６．１ 总则１１………………………………………………………………………………………………… ６．２ 标识１１………………………………………………………………………………………………… ６．３ 包装１２………………………………………………………………………………………………… ６．４ 运输１２………………………………………………………………………………………………… ６．５ 贮存１２…………………………………………………………………………………………………Ⅰ犌犅／犜３８９９７—２０２０前 言 本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。本标准由全国航空器标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ４３５）提出并归口。本标准起草单位：深圳市大疆创新科技有限公司、一飞智控（天津）科技有限公司、中国航空综合技术研究所、深圳市科比特航空科技有限公司、易瓦特科技股份公司、深圳联合飞机科技有限公司、北京自动化控制设备研究所。本标准主要起草人：杨、曹国杰、赖镇洲、吴冲、胡应东、贾佳、舒振杰、何志凯、卢致辉、车嘉兴、赵国成、陈静、叶川、刘志强。Ⅲ犌犅／犜３８９９７—２０２０轻小型多旋翼无人机飞行控制与导航系统通用要求１ 范围本标准规定了轻小型多旋翼无人机（以下简称“无人机”）飞行控制与导航系统的通用要求、验证试验以及标识、包装、运输和贮存要求。本标准适用于轻小型多旋翼无人机（起飞重量在０．２５ｋｇ～１５０ｋｇ之间）的飞行控制与导航系统设计与制造。其他无人机飞行控制与导航系统可参照执行。２ 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ＧＢ／Ｔ１９１ 包装储运图示标志ＧＢ／Ｔ４２０８—２０１７ 外壳防护等级（ＩＰ代码）ＧＢ／Ｔ９２５４—２００８ 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法ＧＢ／Ｔ１７６１８—２０１５ 信息技术设备 抗扰度 限值和测量方法ＧＢ／Ｔ３５０１８ 民用无人驾驶航空器系统分类及分级ＧＢ／Ｔ３８１５２ 无人驾驶航空器系统术语ＧＢ／Ｔ３８９２４．５ 民用轻小型无人机系统环境试验方法 第５部分：冲击试验ＧＢ／Ｔ３８９２４．６ 民用轻小型无人机系统环境试验方法 第６部分：振动试验ＧＢ／Ｔ３８９２４．７ 民用轻小型无人机系统环境试验方法 第７部分：湿热试验３ 术语、定义和缩略语３．１ 术语和定义ＧＢ／Ｔ３５０１８、ＧＢ／Ｔ３８１５２界定的以及下列术语和定义适用于本文件。３．１．１ 定点悬停 狊狆狅狋犺狅狏犲狉在未接到任何外部控制指令的条件下，无人机在空中保持相对位置基本不变的状态。３．２ 缩略语下列缩略语适用于本文件。ＧＮＳＳ：全球卫星导航系统（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）ＩＭＵ：惯性测量单元（ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）ＳＤＫ：软件开发包（ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＫｉｔ）１犌犅／犜３８９９７—２０２０４ 通用要求４．１ 系统组成飞行控制与导航系统由飞行控制与管理或信号处理设备、导航传感器和二次电源组成。４．２ 功能、性能４．２．１ 飞行控制４．２．１．１ 一般要求飞行控制单元应具有以下功能：ａ） 可将无人机的水平、航向、垂直三个控制通道的控制量转换为每个动力单元的控制量；ｂ） 水平控制通道的分配优先级应高于航向控制通道和垂直控制通道的优先级。控制分配宜具备对无人机的垂直、水平和航向的三个通道解耦控制和根据动力单元健康状态自动调整控制分配策略的功能。４．２．１．２ 水平控制功能水平控制应具有以下功能：ａ） 可根据姿态、速度和位置指令控制无人机姿态、水平速度和位置；ｂ） 可限制最大飞行姿态角度、最大水平飞行速度和最远飞行距离；ｃ） 可抑制水平方向的干扰力。水平控制宜具备自适应于质量或转动惯量变化和从任意姿态恢复到水平姿态的功能。４．２．１．３ 水平控制性能除另有规定外，水平控制的均方根误差应满足：ａ） 定点悬停条件下，１ｍｉｎ内的位置控制误差小于１．５ｍ；ｂ） 定点悬停条件下，姿态控制误差小于５°；ｃ） 久航速度匀速飞行条件下，控制误差小于久航速度的１０％。４．２．１．４ 垂直控制功能垂直控制应具有以下功能：ａ） 可根据垂直速度指令和高度指令控制无人机垂直速度和高度；ｂ） 可限制最大的上升速度、最大的下降速度；ｃ） 可限制最大飞行高度；ｄ） 可抑制垂直方向的干扰力。垂直控制宜具备自适应于质量变化或系统动力系统变化的功能。４．２．１．５ 垂直控制性能除另有规定外，垂直控制的均方根误差应满足：ａ） 定点悬停条件下，１ｍｉｎ内的高度控制误差小于１．０ｍ；ｂ） 最大上升或下降速度条件下，速度控制误差小于最大上升或下降速度的１０％。２犌犅／犜３８９９７—２０２０４．２．１．６ 航向控制功能航向控制应具有以下功能：ａ） 可根据航向指令控制无人机的航向；ｂ） 可限制无人机最大转动速度；ｃ） 可抑制转动干扰力。航向控制宜具备自适应于转动惯量变化的功能。４．２．１．７ 航向控制性能除另有规定外，航向控制的均方根误差应满足：ａ） 定点悬停条件下，１ｍｉｎ内的航向控制误差小于１０°；ｂ） 最大转向角速度条件下，控制误差小于最大转向角速度的１０％。４．２．２ 导航４．２．２．１ 一般要求导航单元应具备以下功能：ａ） 可计算无人机的经纬度、高度、加速度、速度、航向、俯仰、横滚等导航信息；ｂ） 可设置传感器安装位置等参数；ｃ） 可诊断传感器故障；ｄ） 可提供转动和加速度信息，如ＩＭＵ信息；ｅ） 可提供持续高度信息，如气压高度信息；ｆ） 可提供绝对定位信息，如ＧＮＳＳ信息。４．２．２．２ 可选功能导航单元宜具备以下功能：ａ） 可提供对地高度信息，如超声波高度信息；ｂ） 可提供相对定位信息，如视觉导航信息；ｃ） 可探测障碍物信息、可飞行区域；ｄ） 可探测温度、气压、磁场等环境信息；ｅ） 可计算导航信息的精度；ｆ） 可进行改善传感器性能的对准或校准；ｇ） 可防传感器信息篡改；ｈ） 可管理关键传感器余度；ｉ） 可接收其他航空器位置信息。４．２．２．３ 准备时间准备时间包括完成通电、自检、对准、初始定位等，达到导航单元能够正常使用所需要的时间。除另有规定外，准备时间宜不大于２ｍｉｎ。４．２．２．４ 水平位置性能除另有规定外，位置性能应满足：３犌犅／犜３８９９７—２０２０ａ） 位置的圆概率误差小于１０ｍ；ｂ） 位置的漂移误差，在１ｍｉｎ内小于０．５ｍ。４．２．２．５ 高度性能除另有规定外，高度性能应满足：ａ） 以起飞点为基准，测量的相对高度与实际相对高度误差小于２０ｍ；ｂ） 高度的漂移误差，在１ｍｉｎ内小于０．５ｍ。４．２．２．６ 航向性能除另有规定外，航向性能应满足：ａ） 航向误差小于１０°；ｂ） 航向的漂移误差，在１ｍｉｎ内小于５°。４．２．２．７ 姿态性能除另有规定外，姿态性能应满足：ａ） 动态条件下，姿态误差不大于３°；ｂ） 静止条件下，姿态误差不大于２°。４．２．２．８ 速度性能除另有规定外，速度性能应满足：ａ） 水平速度误差不大于０．５ｍ／ｓ；ｂ） 垂直速度误差不大于０．３ｍ／ｓ。４．２．２．９ 传感器性能导航单元应考虑以下要求保障传感器性能：ａ） 外界温度对ＩＭＵ的精度影响较大时，采取恒温结构、温度校准等措施；ｂ） 振动环境对ＩＭＵ的精度影响较大时，采取减震／隔震结构、抗混叠滤波器等措施；ｃ） 选取磁传感器的安装位置时，考虑磁性材料、电流导线产生的磁场干扰的影响；ｄ） 选取ＧＮＳＳ传感器的安装位置时，考虑内部电磁干扰的影响；ｅ） 防止气压计传感器被堵塞或因其他外部因素而失效。４．２．３ 飞行管理４．２．３．１ 一般要求飞行管理应具有以下功能：ａ） 可切换手动控制模式和自动控制模式。ｂ） 可判断无人机在地面或空中。ｃ） 可实时获取或估计剩余续航时间或续航里程。ｄ） 可监控通信链路并在异常情况下采取安全保护措施。ｅ） 可在整个运行周期内对部件（或模块）的异常进行检测、告警和记录。ｆ） 可对冗余的输入输出信号、处理器或设备进行余度管理。ｇ） 指示灯控制：４犌犅／犜３８９９７—２０２０１） 可控制指示灯显示飞机航向信息；２） 可控制指示灯显示系统状态信息，如控制模式、故障信息等。４．２．３．２ 起飞管理无人机起飞阶段管理应具有以下功能：ａ） 可在起飞前检测传感器、能源、动力单元等安全相关模块的状态及限飞区域，采取告警、阻止起飞、限制飞行高度等保护措施。ｂ） 可在起飞前对地面坡度检测并采取相应保护。坡度超过指定角度可阻止起飞。ｃ） 可在垂直起飞过程中保持无人机没有水平漂移。ｄ） 起飞任务失败检测及保护：１） 起飞过程中无人机姿态侧翻超过指定角度或桨叶打击地面时，可停止动力单元工作；２） 起飞过程持续时间超过指定时间未能离开地面时，可自动停止起飞任务。ｅ） 可在位置信息已知的情况下记录起飞点位置和高度信息。ｆ） 可监控起飞点关键环境信息（如温度、海拔、地磁干扰等），可在环境不良时采取保护措施。４．２．３．３ 航行管理无人机航行阶段管理应具有以下功能：ａ） 可提供有效控制，维持飞行过程平稳。ｂ） 自动规划飞行任务时，能考虑能源、飞行环境、飞行能力等因素的限制。ｃ） 可在自动控制模式下按预设航线飞行。ｄ） 可在手动控制模式下能对遥控操作及时响应。ｅ） 可在无遥控操作时先自动刹车然后进入定点悬停状