飞行模式

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。