飞行模式：修订间差异

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== PX4 TAKEOFF（起飞）模式 ==
'''TAKEOFF模式'''是PX4飞控中一种重要的'''全自动飞行模式'''，用于控制多旋翼、固定翼及垂直起降（VTOL）飞行器自动爬升至预定高度并进入悬停状态，等待后续指令[3,10](@ref)。


 
=== 模式概述 ===
以下是关于PX4飞控系统中TAKEOFF（起飞）模式的详细介绍，内容遵循MediaWiki的语法格式。
{| class="wikitable"
 
|-
PX4 TAKEOFF模式
'''TAKEOFF模式'''是PX4飞控中用于多旋翼、固定翼及垂直起降（VTOL）飞行器的一种全自动飞行模式。在此模式下，飞行器将自动爬升至预定高度并进入悬停状态，等待后续指令。
 
= 模式概述 =
{class="wikitable"
 
-
! 特性
! 特性
! 描述
! 描述
'''模式名称'''
|-
TAKEOFF（起飞模式）
| '''模式名称'''
'''主要功能'''
| TAKEOFF（起飞模式）
飞行器自动垂直上升至指定高度并悬停
|-
'''适用机型'''
| '''核心功能'''
多旋翼、固定翼、VTOL
| 飞行器自动垂直上升至指定高度并悬停
'''控制类型'''
|-
全自动（遥控器通常无效）
| '''控制类型'''
'''传感器依赖'''
| 全自动（遥控器通常无效）
GPS（必需）、磁力计（用于航向）、气压计/距离传感器（高度控制）
|-
'''默认目标高度'''
| '''关键传感器依赖'''
2.5米（可通过参数修改）
| GPS（必需，用于定位和Home点）、高度传感器（如气压计）
'''默认上升速度'''
|-
1.5 m/s（可通过参数修改）
| '''默认目标高度'''
 
| 2.5米（Home点高度 + MIS_TAKEOFF_ALT参数）[3,10](@ref)
}
|-
 
| '''默认上升速度'''
= 工作流程 =
| 1.5 m/s（MPC_TKO_SPEED参数）[3](@ref)
'''模式启动'''：通过地面站（如QGroundControl）、预编任务或MAVLink指令（如MAV_CMD_NAV_TAKEOFF）触发TAKEOFF模式。
|}
 
'''高度设定'''：


    ## 飞控首先计算最小绝对起飞高度：<code>min_abs_altitude = home_alt + MIS_TAKEOFF_ALT</code>。
=== 工作流程 ===
    ## 若指令中指定了目标高度，则取该高度与最小高度的较大值；若未指定或无效，则使用最小高度。
当飞行器接收到起飞指令（通常来自地面站任务或MAVLink指令）后[10](@ref)，只要当前高度低于目标高度，便会进入自动起飞序列：
    ## 特殊逻辑：若当前高度已高于计算出的目标高度，则目标高度会被设置为当前高度，防止飞行器下降。
# '''高度设定'''：飞控计算最小绝对起飞高度 <code>min_abs_altitude = home_alt + MIS_TAKEOFF_ALT</code>（默认2.5米）。若指令中指定了目标高度，则取该高度与最小高度的较大值；若未指定或无效，则使用最小高度。若当前位置高度已大于计算的起飞高度，则起飞高度会被设置为当前高度，防止在空中切换时飞机下降[10](@ref)。
'''位置与航向'''：
# '''位置与航向'''：水平位置通常保持为当前经纬度（除非指令明确指定了其他起飞机场坐标）。航向默认设置为Home点的航向（偏航角），若指令中提供了有效偏航值则采用指令值[7,10](@ref)。
# '''爬升与悬停'''：飞行器以参数`MPC_TKO_SPEED`设定的速度垂直爬升。达到目标高度后，飞行器自动进入悬停状态（类似于HOLD模式），等待下一个任务指令[3,10](@ref)。


    ## 水平位置通常保持为当前经纬度（除非指令明确指定了其他起飞机场坐标）。
=== 关键参数 ===
    ## 航向默认设置为Home点的航向（偏航角），若指令中提供了有效偏航值则采用指令值。
{| class="wikitable"
'''爬升与悬停'''：
|-
 
    ## 飞行器以参数MPC_TKO_SPEED设定的速度垂直爬升。
    ## 达到目标高度后，飞行器自动进入悬停状态（类似于HOLD模式），等待下一个任务指令。
 
= 关键参数 =
{class="wikitable"
 
-
! 参数名称
! 参数名称
! 描述
! 描述
! 默认值
! 默认值（可能因版本/配置而异）
'''MIS_TAKEOFF_ALT'''
|-
相对于Home点的最低起飞高度（米）
| '''MIS_TAKEOFF_ALT'''
2.5 m
| 相对于Home点的最低起飞高度
'''MPC_TKO_SPEED'''
| 2.5 m[3,10](@ref)
垂直爬升速度（米/秒）
|-
1.5 m/s
| '''MPC_TKO_SPEED'''
'''MPC_Z_VEL_MAX_UP'''
| 垂直爬升速度
最大允许垂直上升速度（米/秒）
| 1.5 m/s[3](@ref)
3.0 m/s
|-
'''MPC_Z_VEL_MAX_DN'''
| '''MPC_Z_VEL_MAX_UP'''
最大允许垂直下降速度（米/秒）
| 系统允许的最大垂直上升速度
1.0 m/s
| 3.0 m/s[3](@ref)
'''RTL_RETURN_ALT'''
|-
返航模式中的返回高度（若起飞后进入RTL）
| '''MPC_Z_VEL_MAX_DN'''
60.0 m
| 系统允许的最大垂直下降速度
 
| 1.0 m/s[3](@ref)
}
|}
 
= 模式依赖与要求 =
• '''GPS定位'''：TAKEOFF模式强烈依赖可靠的GPS信号以确定Home点和保持水平位置。
 
• '''Home点记录'''：解锁后，飞控需成功记录一个稳定的Home点位置，否则起飞可能被拒绝或行为异常。
 
• '''传感器健康状态'''：加速度计、陀螺仪、气压计需正常工作。光流或视觉传感器可用于辅助，但非必需。
 
= 如何使用 =
通过地面站（QGC）
在飞行视图页面的工具栏中，选择“起飞”按钮。
 
输入目标高度（或在参数列表中提前设置MIS_TAKEOFF_ALT）。
 
点击“起飞”，飞行器将解锁并开始自动爬升。
 
通过MAVLink指令
开发者可通过机载计算机（如搭载MAVROS的ROS节点）发送MAVLink指令：
# 示例：通过MAVROS发送起飞指令，目标高度10米
rosservice call /mavros/cmd/takeoff "{min_pitch: 0.0, yaw: 0.0, latitude: 47.397742, longitude: 8.545594, altitude: 10.0}"
 
 
= 注意事项 =
• '''安全第一'''：确保起飞区域开阔，上方无遮挡物。
 
• '''参数检查'''：飞行前请确认关键参数（特别是高度和速度相关参数）已按实际机型和应用场景合理配置。
 
• '''空中切换'''：若飞行中通过遥控器或指令切换至TAKEOFF模式，飞控会将当前高度作为新的起飞高度，避免意外下降。
 
• '''故障应对'''：若起飞过程中GPS信号丢失，飞控可能无法保持精确位置，需做好手动接管的准备。
 
• '''VTOL与固定翼'''：对于VTOL和固定翼飞机，TAKEOFF模式通常涉及滑跑或过渡阶段，行为与多旋翼不同，需参考具体机型文档。
 
= 故障排除 =
• '''无法解锁进入TAKEOFF模式'''：检查GPS锁定状态、Home点是否已设置、以及传感器校准状态。
 
• '''起飞后剧烈晃动'''：可能表明PID控制器参数需要调整，或机体振动过大影响了IMU。
 
• '''高度不准确'''：检查气压计是否校准，并注意避免气流干扰（如“地面效应”）。
 
另见
• [[PX4飞行模式]] - PX4其他飞行模式的概述。
 
• [[LAND模式]] - 自动降落模式。


• [[Return模式]] - 返航模式，通常与起飞和降落结合使用。
=== 传感器依赖与要求 ===
* '''GPS定位'''：TAKEOFF模式**强烈依赖**可靠的GPS信号以确定Home点和保持水平位置[3,10](@ref)。
* '''Home点记录'''：解锁后，飞控需成功记录一个稳定的Home点位置[10](@ref)。
* '''高度传感器'''：如气压计，用于高度控制[3](@ref)。


• [[Mission模式]] - 任务模式，可在航点任务中编排起飞指令。
=== 注意事项 ===
* '''安全第一'''：确保起飞区域开阔，上方无遮挡物。
* '''参数检查'''：飞行前请确认关键参数（特别是高度和速度相关参数）已按实际机型和应用场景合理配置。
* '''空中切换'''：若飞行中通过遥控器或指令切换至TAKEOFF模式，飞控会将当前高度作为新的起飞高度，避免意外下降[10](@ref)。
* '''故障应对'''：若起飞过程中GPS信号丢失，飞控可能无法保持精确位置，需做好手动接管的准备。




2025年9月23日 (二) 23:01的版本

主要无人机飞行模式对比
模式名称
(英文) 		中文名/别名 核心特点 操控方式 关键传感器依赖 新手友好度
1 Stabilize
(STABILIZE) 		手动模式/自稳模式 飞控只管“扶稳”飞机本身（保持水平），而把高度和位置的生杀大权完全交给了你。它是通往高阶飞行的必经之路 手动 陀螺仪、加速度计 (IMU)，可在无GPS、光流等外部定位的环境下工作（如室内） 低（需一定经验，不断手动修正）

虽然难度较高，但它是理解无人机底层操控逻辑、练习纯手动操作的最佳模式。在模拟器中或绝对开阔无人的安全环境下练习，能极大提升你的操控技巧和应对异常情况的能力。

2 Altitude Hold
(ALT_HOLD) 		定高模式/大疆无人机姿态模式(Atti Mode, A模式) 飞控通过气压计、激光等传感器自动保持当前高度。油门摇杆回中时保持高度，但水平位置仍会漂移，需手动控制水平移动。

该模式需要高度数据，解锁后需要将油门推至50%以上 无人机才会向上移动

  • 注：进入定高模式要求飞控能够收到高度数据
 手动 气压计、超声波/激光测距等 中（无需担心高度，但需控制水平位置）
3 Position
(LOITER / P模式) 		定点模式 / 大疆无人机定位模式(P模式) 所有摇杆回中时，无人机将在当前位置自动悬停[3](@ref)。能够自动抵抗风力和惯性，保持稳定的位置与高度[1,3](@ref)。 手动 / 自动（悬停） GPS（需3D Lock且HDOP<2.0[3](@ref)）、光流、视觉系统等[1,3](@ref) 高（易于操控，可自动悬停[1](@ref)）
4 Takeoff 起飞/起飞模式 无人机起飞并自动爬升到指定高度（在QGC可设置这个高度参数）后切换到Hold（保持）模式 自动 依赖指令类型（通常需GPS[3](@ref)） 低（通常为开发者或高级用户使用）
5 Land 降落/着陆模式 无人机在当前位置自动降落并上锁 自动 GPS[3](@ref) 高（自动化操作，但需预先规划[2](@ref)）
6 Hold 保持模式 无人机在当前位置进入悬停状态，保持其位置和高度。相当于“暂停”功能[2](@ref)。 手动切换 / 自动 GPS（或其它定位源）[2](@ref) 高（操作简单）
7 Return
(RTL) 		返航模式 无人机自动上升至预设安全高度，然后返回Home点（解锁点），并自动降落[2,3](@ref)。通常在信号丢失或低电量时自动触发。 自动 GPS[2,3](@ref) 高（重要的安全功能[1](@ref)）
8 Land 降落模式 无人机在当前位置自动降落并上锁[3](@ref)。 自动 通常需要测距传感器[3](@ref) 高
9 Takeoff 起飞模式 无人机自动爬升到预设高度后，通常会切换到Hold（保持）模式[2](@ref)。 自动 高度传感器 高
10 Sport
(S模式) 		运动模式 提供更高的飞行速度和操控灵敏度，避障功能通常会关闭[1,4](@ref)。适用于高速飞行或竞速。 手动 GPS（可实现悬停）[4](@ref) 低（仅推荐有经验飞手[1,4](@ref)）
注：不同飞控（如ArduPilot, PX4）或厂商（如大疆）的模式名称和细节可能略有差异，请以具体设备说明书为准。


PX4 TAKEOFF（起飞）模式

TAKEOFF模式是PX4飞控中一种重要的全自动飞行模式，用于控制多旋翼、固定翼及垂直起降（VTOL）飞行器自动爬升至预定高度并进入悬停状态，等待后续指令[3,10](@ref)。

模式概述

特性 描述
模式名称 TAKEOFF（起飞模式）
核心功能 飞行器自动垂直上升至指定高度并悬停
控制类型 全自动（遥控器通常无效）
关键传感器依赖 GPS（必需，用于定位和Home点）、高度传感器（如气压计）
默认目标高度 2.5米（Home点高度 + MIS_TAKEOFF_ALT参数）[3,10](@ref)
默认上升速度 1.5 m/s（MPC_TKO_SPEED参数）[3](@ref)

工作流程

当飞行器接收到起飞指令（通常来自地面站任务或MAVLink指令）后[10](@ref)，只要当前高度低于目标高度，便会进入自动起飞序列：

  1. 高度设定：飞控计算最小绝对起飞高度 min_abs_altitude = home_alt + MIS_TAKEOFF_ALT（默认2.5米）。若指令中指定了目标高度，则取该高度与最小高度的较大值；若未指定或无效，则使用最小高度。若当前位置高度已大于计算的起飞高度，则起飞高度会被设置为当前高度，防止在空中切换时飞机下降[10](@ref)。
  2. 位置与航向：水平位置通常保持为当前经纬度（除非指令明确指定了其他起飞机场坐标）。航向默认设置为Home点的航向（偏航角），若指令中提供了有效偏航值则采用指令值[7,10](@ref)。
  3. 爬升与悬停：飞行器以参数`MPC_TKO_SPEED`设定的速度垂直爬升。达到目标高度后，飞行器自动进入悬停状态（类似于HOLD模式），等待下一个任务指令[3,10](@ref)。

关键参数

参数名称 描述 默认值（可能因版本/配置而异）
MIS_TAKEOFF_ALT 相对于Home点的最低起飞高度 2.5 m[3,10](@ref)
MPC_TKO_SPEED 垂直爬升速度 1.5 m/s[3](@ref)
MPC_Z_VEL_MAX_UP 系统允许的最大垂直上升速度 3.0 m/s[3](@ref)
MPC_Z_VEL_MAX_DN 系统允许的最大垂直下降速度 1.0 m/s[3](@ref)

传感器依赖与要求

  • GPS定位：TAKEOFF模式**强烈依赖**可靠的GPS信号以确定Home点和保持水平位置[3,10](@ref)。
  • Home点记录：解锁后，飞控需成功记录一个稳定的Home点位置[10](@ref)。
  • 高度传感器：如气压计，用于高度控制[3](@ref)。

注意事项

  • 安全第一：确保起飞区域开阔，上方无遮挡物。
  • 参数检查：飞行前请确认关键参数（特别是高度和速度相关参数）已按实际机型和应用场景合理配置。
  • 空中切换：若飞行中通过遥控器或指令切换至TAKEOFF模式，飞控会将当前高度作为新的起飞高度，避免意外下降[10](@ref)。
  • 故障应对：若起飞过程中GPS信号丢失，飞控可能无法保持精确位置，需做好手动接管的准备。




PX4 LAND模式

LAND模式是PX4飞控系统中一种重要的自动飞行模式，用于控制无人机在当前位置或指定位置自动降落。该模式适用于多旋翼（Multicopter）、固定翼（Fixed-Wing）和垂直起降（VTOL）飞行器，但具体行为因机型而异[3](@ref)。

模式概述

特性 描述
模式名称 LAND（降落模式）
主要功能 控制无人机自动降落到地面。
适用机型 多旋翼、固定翼、VTOL
控制类型 全自动（遥控器通常无效）
传感器依赖 高度传感器（如气压计、距离传感器）；特定情况下需要GPS或距离传感器进行精准着陆[1,6](@ref)。
默认下降速度 由参数 MPC_LAND_SPEED 定义（通常默认值为0.5 m/s或根据机型调整）[2,4](@ref)。

工作流程与行为

多旋翼无人机

当多旋翼无人机进入LAND模式后：

  1. 终止当前任务：立即停止所有正在进行的任务或指令。
  2. 垂直下降：飞行器将以参数设定的速度（例如 MPC_LAND_SPEED）开始垂直下降。
  3. 降落与上锁：一旦飞控通过逻辑（如超声波或激光测距仪检测到近距离持续一段时间无变化）或加速度计判断已触地，将自动关闭电机并上锁（Disarm）[2,4](@ref)。

固定翼无人机

固定翼飞机的LAND模式行为更为复杂，通常涉及：

  1. 进场与拉平：飞机会执行一个进近航线，在接近地面时拉平机身。
  2. 触地与关车：成功触地后，飞机将关闭发动机[3](@ref)。

高度参考与关键参数

LAND模式的行为高度依赖于飞控所使用的高度参考系：

  • 在简单LAND模式中：飞控可能不知道真实的地面高度，会假定地面高度为0m（海平面）。这意味着如果实际地形海拔很高，无人机可能会在远高于实际地面的高度上就认为已经“着陆”，并在未触地时提前关闭电机，存在风险[1](@ref)。
  • 在返航（RTL）或任务（Mission）中触发的降落，或配备了距离传感器（如激光雷达或超声波）时：飞控能够更准确地估计离地高度（AGL），从而实现更安全、更精准的降落，甚至可以实现带有“拉平”（Flare）动作的平滑着陆[1,6](@ref)。
参数名称 描述 默认值（可能因版本而异）
MPC_LAND_SPEED 控制降落阶段的垂直下降速度。 例如 0.5 m/s
MPC_LAND_ALT1 第一阶段下降的高度（相对于Home点或地面）。 例如 10米
MPC_LAND_ALT2 第二阶段（最终进近）开始的高度。 例如 5米
RTL_DESCEND_ALT 返航模式中开始降落的高度（相对于Home点）。 例如 30米
RTL_LAND_DELAY 到达Home点后延迟降落的时间（-1表示悬停不降）。 例如 0.5秒

传感器依赖与精准降落

  • 基本要求：可靠的高度数据（如气压计、距离传感器）是安全降落的基础[4](@ref)。
  • 精准降落（Precision Landing）：通过使用红外信标（如IR-LOCK）、视觉识别或GPS差分等技术，LAND模式可以实现厘米级的精准着陆。这通常需要额外的硬件和支持[6](@ref)。

模式切换与安全特性

  • 自动触发：当电池电量严重不足（严重低电量故障）或遥控器信号丢失时，飞控可能会自动进入LAND模式或RTL模式（返航至Home点后再降落）[2,3](@ref)。
  • 遥控器接管：在某些配置下（取决于参数 COM_RC_OVERRIDE 的设置），在自动降落过程中大幅移动遥控器摇杆可能会让飞手接管控制，并切换到其他模式（如POSCTL）。但请注意：在处理严重的低电量故障时，此接管功能可能被禁用，飞控将优先执行自动安全程序[2](@ref)。

开发者与高级应用

通过MAVLink协议（例如通过MAVROS）可以发送指令触发LAND模式。

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