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无人机日志分析参数详解:208 个参数、44个主题的判读速查手册

目录

  • 一、总览与阅读地图
    • 1.1 总共四十四个主题怎么读
    • 1.2 判读顺序建议(快速排查模板)
    • 1.3 坐标系口径(先读这个,否则全错)
  • 二、IMU 与振动主线(13 个主题)
    • 2.1 sensor_accel
    • 2.2 sensor_gyro
    • 2.3 sensor_combined
    • 2.4 sensor_baro
    • 2.5 sensor_mag
    • 2.6 vehicle_imu
    • 2.7 vehicle_imu_status
    • 2.8 sensor_selection
    • 2.9 ekf2_timestamps
    • 2.10 estimator_sensor_bias
    • 2.11 estimator_states
    • 2.12 estimator_innovation_*
    • 2.13 yaw_estimator_status
  • 三、EKF 健康主线(5 个主题)
    • 3.1 estimator_status
    • 3.2 estimator_innovation_test_ratios
    • 3.3 estimator_innovation_variances
    • 3.4 ekf_gps_drift
    • 3.5 estimator_innovation_test_ratio
  • 四、位置与导航主线(6 个主题)
    • 4.1 sensor_gps
    • 4.2 vehicle_global_position
    • 4.3 vehicle_gps_position
    • 4.4 vehicle_local_position
    • 4.5 vehicle_local_position_setpoint
    • 4.6 home_position
  • 五、控制链主线(10 个主题)
    • 5.1 manual_control_setpoint
    • 5.2 vehicle_command
    • 5.3 vehicle_control_mode
    • 5.4 vehicle_attitude_setpoint
    • 5.5 vehicle_rates_setpoint
    • 5.6 actuator_controls_0
    • 5.7 actuator_outputs
    • 5.8 rate_ctrl_status
    • 5.9 vehicle_attitude
    • 5.10 vehicle_angular_velocity / vehicle_angular_acceleration / vehicle_acceleration
    • 5.11 vehicle_air_data / vehicle_magnetometer
    • 5.12 mission_result
    • 5.13 fault_handler
  • 六、系统状态主线(5 个主题)
    • 6.1 vehicle_status
    • 6.2 vehicle_status_flags
    • 6.3 cpuload
    • 6.4 vehicle_land_detected
  • 七、电池主线(1 个主题,体量大单独成章)
    • 7.1 battery_status
  • 八、定制编队主线(4 个主题)
    • 8.1 dance_control_status
    • 8.2 dance_step_log
    • 8.3 dance_step_position
    • 8.4 dance_wind_return_status
  • 附录 A:坐标系约定
  • 附录 B:关键阈值参考
  • 附录 C:PX4 官方补充(22 条)
  • 附录 D:枚举对照
  • 附录 E:勘误表(14 条)

无人机日志分析参数详解

一份给从业者的日志解析速查手册:共 208 个日志分析参数,按 44 个主题分组。 本文把零散碎片整理为成体系的索引,并在每个主题下补充资深从业者的判读要点/易错点,附录恢复了对原文的坐标系约定、关键阈值、勘误与 PX4 官方补充。

一句话掌握:读懂无人机飞行日志的关键在看 EKF 的 test_ratio(<0.5 正常、>1.0 测量被拒)、IMU 的振动与削波指标(vehicle_imu_status、clip_count),以及坐标系口径(本定制演示固件 vehicle_local_position 的 Z 轴向上,与标准 PX4 NED 相反);绝大多数“飞不稳”都能从这三处定位到根因。


一、总览与阅读地图

1.1 总共四十四个主题怎么读

44 个日志主题分布在六条主线里,从业者按“出问题从哪看”来组织:

  • IMU 与振动主线 → 电机转动噪音、削波、vehicle_imu_status、estimator_status.vibe。
  • EKF 健康主线 → estimator_status 的各类 test_ratio、*_check_fail_flags、innovation_*。
  • 位置与导航主线 → sensor_gps、vehicle_global_position、vehicle_local_position、ekf_gps_drift。
  • 控制链主线 → actuator_controls_0 → actuator_outputs → vehicle_rates_setpoint → vehicle_attitude。
  • 系统状态主线 → vehicle_status、vehicle_status_flags、cpuload、vehicle_land_detected。
  • 定制编队主线 → dance_*(非 PX4 原生,该集群表演固件独有)。
  • 1.2 判读顺序建议(快速排查模板)

    .flow 是现场常用的由果溯因顺序:

    不稳定 → IMU振动测一下 → EKF test_ratio 变大?→ 哪一轴?→ 相关传感器原始表恢复 → 定位是振动/干扰/漂移哪类。

    飞机异常 → [1]vehicle_land_detected 是否在飞
    → [2]vehicle_status 模式/解锁/故障标志
    → [3]estimator_status.test_ratio 是否 >1.0(哪类被拒)
    → [4]vehicle_imu_status 振动/削波、clip_counter 是否为 0
    → [5]sensor_gps 定位质量 / fix_type 是否 RTK 固定
    → [6]vehicle_local_position 定位 / reset_counter 是否跳变

    1.3 坐标系口径(先读这个,否则全错)

    本表会在附录展开,先给结论:

    • 标准 PX4:机体 FRD(X 前、Y 右、Z 下),世界 NED(北、东、下)。
    • 本定制演示固件:vehicle_local_position 的 Z 轴向上(离地高度≈z,本日志悬停 z≈+2.86m),与标准 PX4 符号相反。

    二、IMU 与振动主线(13 个主题)

    这条线回答:机体到底振不振动、IMU 数据干不干净。几乎所有“抖、飘、飞不稳”都从这里开始。

    2.1 sensor_accel —— 加速度计原始数据(机体 FRD 系,双 IMU)

    一句话:加计最原始输出,是振动与静止判断的第一手来源。

    字段名称单位/量程说明
    x / y / z X/Y/Z 轴原始加速度 m/s² 机体 FRD(X 前、Y 右、Z 下);地面静止时 z≈+9.8(Z 朝下感测重力)。
    temperature 传感器温度 ℃ IMU 内部温度。
    clip_counter[0…2] 三轴削波计数 次 加速度达到量程上限(常 ±16g)被削顶的次数;削波是不可逆信息损失,会污染 EKF。
    error_count 传感器错误计数 次 SPI/总线读取错误累计。
    device_id 传感器设备 ID – 器件唯一 ID,多 IMU 区分用。

    判读要点:静止时三轴符合重力投影(本机 Z 朝下 → z≈+9.8,x≈0、y≈0);悬停时高频摆动是振动。 易错点:clip_counter 理想全程为 0,一旦出现削波,即使只有一次也要查安装固定与减振球;削波后该轴数据已污染,EKF 会在 innovation_check_flags 里报新息超限。

    2.2 sensor_gyro —— 陀螺仪原始数据(机体 FRD,双 IMU)

    一句话:三轴角速度原始值,配平/振动/陀螺零偏判断靠它。

    字段名称单位/量程说明
    x / y / z X/Y/Z 轴角速度 rad/s 机体三轴角速度:X=roll、Y=pitch、Z=yaw。
    temperature 陀螺温度 ℃ 陀螺内部温度。
    error_count 陀螺错误计数 次 总线读取错误累计。

    判读要点:悬停时角速度应围绕 0 小幅波动;若出现周期性尖峰,多半是桨/电机附近有高频振动或安装松动。 易错点:陀螺对振动比加计更敏感,角速度尖峰常先于加计削波出现,是更早的“报警器”。

    2.3 sensor_combined —— 组合传感器(EKF 用的同步 IMU 数据)

    一句话:经选择与同步后的主 IMU 数据,是 EKF 真正消费的量。

    字段名称单位/量程说明
    accelerometer_m_s2[0…2] X/Y/Z 加速度(FRD) m/s² 选定主 IMU 的三轴加速度(与 sensor_accel 同坐标系)。
    gyro_rad[0…2] X/Y/Z 角速度(FRD) rad/s 选定主 IMU 三轴角速度:[0]=绕X(roll)、[1]=绕Y(pitch)、[2]=绕Z(yaw)。
    accelerometer_clipping 削波标志位 位掩码 加计削波方向标志。
    accelerometer_integral_dt / gyro_integral_dt 积分时间间隔 μs 两次积分的时间步长。

    判读要点:对比 sensor_accel/sensor_gyro 与 sensor_combined,可确认 EKF 到底选了哪颗 IMU(主/备切换是否如预期)。 易错点:gyro_rad 的轴映射是 [roll, pitch, yaw],不是按 Z 轴编号。

    2.4 sensor_baro —— 气压计原始数据

    一句话:气压原始值,高度与气压异常判断源头。

    字段名称单位/量程说明
    pressure 气压 hPa 大气静压。
    temperature 气压计温度 ℃ 气压计内部温度(用于补偿)。
    error_count 气压计错误计数 次 读取错误累计。

    判读要点:正常飞行高度变化对应压力平滑变化;若 hgt_test_ratio 变大,回看气压原始值是否被气流(近地地效、起降气流)或温漂扰动。 易错点:气压计腔体被堵(泡棉老化、水汽)会造成压力读数滞后于真实高度。

    2.5 sensor_mag —— 磁力计原始数据

    一句话:三轴磁场的原始读数,航向与磁干扰判断用。

    字段名称单位/量程说明
    x / y / z X/Y/Z 磁场强度 Gauss 机体三轴磁场分量;含地磁场(约 0.3~0.6 G)+机体硬铁/软铁干扰。
    temperature 磁力计温度 ℃ 磁传感器温度。
    error_count 磁力计错误计数 次 读取错误累计。

    判读要点:悬停时磁模值应稳定;若 mag_test_ratio 变大或航向缓慢漂移,检查是否有大电流负载(灯光、云台)靠近磁罗盘。 易错点:磁数据变化的“成因”常与机械无关,而是 EMI——先看电流曲线,再看机械安装。

    2.6 vehicle_imu —— IMU 整合数据(delta_angle / delta_velocity)

    一句话:IMU 原始积分量,供 EKF 与圆锥校正判断。

    字段名称单位/量程说明
    delta_angle[0…2] 角度增量 rad 一个积分周期内的转角增量(陀螺积分)。
    delta_velocity[0…2] 速度增量 m/s 一个周期内速度增量(加计积分)。
    temperature IMU 温度 ℃ 器件温度。

    判读要点:delta 量用于判断积分周期是否稳定、是否有尖峰。 易错点:PX4 要求 EKF 使用角度增量前必须先经圆锥校正(coning),gyro_coning_vibration 过大说明高频角振动混叠严重。

    2.7 vehicle_imu_status —— IMU 健康/振动状态(振动判定核心话题)

    一句话:振动判定第一来源,从业者看这根轴的手感大多靠它。

    字段名称单位/量程说明
    accel_vibration_metric 加计高频振动指标 m/s² 加计数据高频振动水平(全采样率上统计)。
    gyro_vibration_metric 陀螺高频振动指标 rad/s 陀螺数据高频振动水平。
    gyro_coning_vibration 圆锥振动指标 rad²/s² 陀螺圆锥修正量,反映高频角振动/混叠。
    accel_clipping[0…2] 加计累计削波 次 三轴削波累计计数(同 sensor_accel clip)。
    mean_accel[0…2] 平均加速度 m/s² 发布周期内三轴平均加速度。
    mean_gyro[0…2] 平均角速度 rad/s 周期内平均角速度。
    accel_rate_hz / gyro_rate_hz 加计/陀螺采样率 Hz 原始采样速率。
    temperature_accel / temperature_gyro 加计/陀螺温度 ℃ 器件温度。
    accel_error_count / gyro_error_count 错误计数 次 传感器错误累计。

    判读要点(经验值):accel_vibration_metric <0.02 优秀、<0.05 良好、持续 >0.05 且伴随削波/EKF 新息增大需停飞排查。 易错点:这套指标是 PX4 的振动口径,与 ArduPilot 的“原始加速度标准差”(可接受 <30 m/s²、>60 必有问题)两套指标不可混用(详见附录)。

    2.8 sensor_selection —— 传感器选择配置

    一句话:当前实际选用哪颗主传感器,冗余切换判读。

    字段名称单位/量程说明
    accel / gyro / mag / baro_device_id 各主传感器设备 ID – 当前选用的主传感器 ID(多 IMU 冗余切换用)。

    判读要点:对比某时刻选用 ID 与 sensor_imu 各 device_id,可确认主/备切换是否发生在 EKF 异常之前。 易错点:频繁切换主传感器说明原主传感质量不佳,需回看是振动还是硬件故障。

    2.9 ekf2_timestamps —— EKF2 传感器时间戳(相对时间)

    一句话:各传感器相对 EKF 参考时间的对齐,时间同步判断。

    字段名称单位/量程说明
    timestamp_sample / *_timestamp_rel 各传感器相对时间戳 ms accel/gyro/mag/baro 等数据相对 EKF 参考时间的时间戳。

    判读要点:看各传感器相对时间戳是否平稳、无跳变;跳变会直接导致 EKF 新息超限。 易错点:时间戳异常常源于中断/总线优先级问题,而不是 EKF 本身。

    2.10 estimator_sensor_bias —— EKF 估计的传感器零偏

    一句话:EKF 在线估计的陀螺/加计/磁零偏,预热与配平判断。

    字段名称单位/量程说明
    gyro_bias[0…2] 陀螺零偏 X/Y/Z rad/s EKF 在线估计的陀螺偏置;起飞前应稳定。
    accel_bias[0…2] 加计零偏 X/Y/Z m/s² 加速度计偏置估计。
    mag_bias[0…2] 磁力计零偏 X/Y/Z Gauss 罗盘硬铁偏置估计。
    *_bias_variance 零偏估计方差 – 偏置估计的不确定度,越小越可信。

    判读要点:解锁前陀螺零偏应趋近固定值(不再漂移);起飞后出现持续增长说明硬件温漂或碰撞后需重新校准。 易错点:加计零偏突变(非渐进)提示机械安装松动或受力改变。

    2.11 estimator_states —— EKF 状态量(24 维内部状态)

    一句话:EKF 内部估计的各状态,进阶判读看这里。

    字段名称单位/量程说明
    states[0…3] 姿态四元数 q0…q3 – EKF 估计姿态四元数(q0=W,顺序 W,X,Y,Z)。
    states[4…6] 速度 N/E/D m/s NED 下三维速度估计。
    states[7…9] 位置 N/E/D m NED 下三维位置估计。
    states[10…12] 陀螺零偏 X/Y/Z rad/s 陀螺偏置状态。
    states[13…15] 加计零偏 X/Y/Z m/s² 加计偏置状态。
    states[16…18] 地磁场/磁偏置 X/Y/Z Gauss 地球磁场与磁偏置估计。
    states[19…21] 风场速度 N/E 等 m/s 风估计(固定翼/VTOL 用)。
    states[22…23] 地磁场/磁距等 – 剩余磁场相关状态。

    判读要点:姿态四元数模长应≈1;速度/位置状态跳变提示估计被干扰或传感器失锁。 易错点:10~12 是陀螺偏置、13~15 是加计偏置,别与 estimator_sensor_bias 混淆(同一来源不同呈现)。

    2.12 estimator_innovation_*(innovations / variances / test_ratios)

    一句话:EKF 新息三件套——原始差值、噪声方差、检验比;这是整份日志最重要的健康信号。

    estimator_innovations —— 原始差值(m / m·s⁻¹ / rad):估计值减测量值;长期有偏说明估计或传感器有系统误差。

    estimator_innovation_variances —— 噪声方差:各通道新息方差,配合新息判断滤波器调参。

    estimator_innovation_test_ratios —— 检验比(核心健康指标):

    字段名称单位/量程判读
    gps_hpos[0…1] GPS 水平位置新息比 – 东向/北向位置检验比;应 <0.5,偶发尖峰可接受;>1.0 该测量被拒绝。
    gps_hvel[0…1] GPS 水平速度新息比 – 东向/北向速度检验比。
    gps_vvel / gps_vpos GPS 垂直速度/位置新息比 – 垂直方向速度/高度检验比;振动最先影响这里。
    baro_vpos 气压高度新息比 – 气压计高度一致性检验比。
    mag 磁力计新息比 – 磁场观测一致性;受磁干扰影响。
    flow[0…1] / ev_* / rng_vpos / aux_* 光流/外部视觉/测距/辅助 – 光流、视觉里程计、测距仪等附加传感器检验比;未使用时为 0。

    判读要点:正常各 test_ratio <0.5,偶发尖峰可接受;>1.0 表示该测量被 EKF 拒绝。高振动最先体现在 vpos/vvel/hgt_test_ratio 增大。 易错点:不要只看单点,要看时序——谁先超、谁后超,先超的是根因。

    2.13 yaw_estimator_status —— 偏航角估计状态(多 IMU/多源航向融合)

    一句话:多源航向融合后的偏航估计与其一致性。

    字段名称单位/量程说明
    yaw_composite 融合偏航角 rad 多源融合后的航向。
    yaw_variance 偏航方差 rad² 航向估计不确定度。
    yaw[0…4] 各源偏航角 rad 各 IMU/源估计的航向。
    innov_vn[0…4] 各源速度新息 m/s 各源北向/东向速度新息,用于航向一致性权重。

    判读要点:各源 yaw[] 应互相接近;若某源偏离明显且被赋予低权重,说明该源质量问题(多为磁力计)。 易错点:yaw_variance 持续偏大意味着航向不可靠,飞行模式为定点/任务时不要强行起飞。


    三、EKF 健康主线(6 个主题)

    这条线回答:估计器整体健不健康、有没有在用坏数据。从业者定位“为什么飞偏”的主战场。

    3.1 estimator_status —— EKF 估计器总体状态(核心)

    一句话:一页看尽 EKF 健康、GPS 检查、解算与起飞前检查。

    字段名称单位/量程说明
    vibe[0…2] EKF 内部振动指标 – [0]=delta-angle 圆锥振动、[1]=高频角振动、[2]=高频速度振动;反映 1kHz 级 IMU 振动。
    pos_horiz_accuracy 估计水平位置精度 m EKF 自评估水平位置不确定度。
    pos_vert_accuracy 估计垂直位置精度 m EKF 自评估高度不确定度。
    mag_test_ratio 磁力计检验比 – 磁场观测一致性。
    vel_test_ratio 速度检验比 – 速度观测综合一致性。
    pos_test_ratio 水平位置检验比 – 水平位置综合一致性。
    hgt_test_ratio 高度检验比 – 高度观测一致性;高振动/气压异常时先变大。
    output_tracking_error[0…2] EKF 输出/IMU 数延迟与误差 – EKF 状态输出相对时间的跟踪误差(含角度/位置)。
    gps_check_fail_flags GPS 检查失败标志 位掩码 非 0 表示对应 GPS 检查未通过。
    innovation_check_flags 新息检查失败标志 位掩码 各新息超限位;非 0 表示有测量被拒。
    solution_status_flags 解算状态标志 位掩码 EKF 解算状态(是否用 GPS/光流/外部视觉等)。
    health_flags 健康标志 位掩码 EKF 健康异常位(偏航/速度/高度/位置不健康等)。
    timeout_flags 传感器超时标志 位掩码 IMU/气压/GPS/磁等数据超时位。
    pre_flt_fail_* 起飞前检查失败项 bool 起飞前航向/水平速度/垂直速度/高度新息、磁场干扰检查是否失败;失败将禁止解锁。

    判读要点:先看 test_ratio,再看 health_flags/timeout_flags/gps_check_fail_flags(非 0 即对应项不健康)。起飞后 vibe 抬升而 hgt_test_ratio 跟随放大,基本就是振动路径。 易错点:pre_flt_fail_* 导致解锁失败时,先看是航向还是速度失败——多数是磁罗盘未同步或闹了快校准。

    3.2 estimator_innovation_test_ratios —— 新息检验比(见 2.12,此处为使用提示)

    一句话:已在“IMU 主线”展开,此为故障树里的总入口:所有 test_ratio>1.0 都可从本节反向追到对应传感器。

    test_ratio 超限 → 回看 sensor_* 原始值 → 是振动/丢失/漂移?

    gps_hpos/hvel/vpos/vvel → sensor_gps 定位质量
    baro_vpos → sensor_baro 压力
    mag → sensor_mag + 电流曲线

    3.3 estimator_innovation_variances —— 新息方差(诊断用)

    一句话:新息噪声方差,配合新息看滤波器调参是否合理。

    字段名称单位/量程说明
    *_innov_var 各通道新息方差 – 位置/速度/航向等通道的新息方差,配合新息判断滤波器调参。

    判读要点:方差长期偏高会压低对应传感器权重,使 EKF 更依赖 IMU 积分 → 漂移变快。 易错点:不要只看方差绝对值,关注它与 test_ratio 的关系(方差大但比值未超,说明噪声未被拒绝,但精度已下降)。

    3.4 ekf_gps_drift —— GPS 漂移检测(EKF 监控 GPS 跳变)

    一句话:GPS 位置漂移监测,检测“假正常”的位置跳变。

    字段名称单位/量程说明
    hpos_drift_rate 水平漂移率 m/s EKF 检出的 GPS 水平位置漂移速率。
    vpos_drift_rate 垂直漂移率 m/s 垂直位置漂移速率。
    hspd 水平速度一致性 m/s GPS 速度与惯导速度差异。
    blocked GPS 漂移阻断标志 bool GPS 数据因漂移被 EKF 拒绝/停用。

    判读要点:blocked=1 说明 EKF 已主动放弃该 GPS 数据——优先查多径/遮挡/跳变。 易错点:慢漂移(≤GNSS 门槛)不触发告警却让位置缓慢偏移,看 gps_hpos 长期小幅度超 0.5 即可发现。

    3.5 estimator_innovation_test_ratio —— 与 fault_handler 联动(见主题 3.1/17)

    一句话:EKF 健康问题最终会触发 fault_handler 与 failsafe,判读时从 test_ratio 一路追到保护动作。


    四、位置与导航主线(6 个主题)

    这条线回答:飞机在哪、精度如何、GPS 与融合位置是否可信。

    4.1 sensor_gps —— GPS 接收机原始数据

    一句话:GPS 模块最原始输出与质量字段,精度/定位判定源。

    字段名称单位/量程说明
    lat / lon 纬度 / 经度 deg WGS84 经纬度(lat≈1e-7 deg, lon≈1e-7 deg)。
    alt GPS 海拔(椭球高) mm WGS84 椭球高(单位 mm);注意是椭球高而非平均海平面高。
    fix_type 定位类型 枚举 0=无定位,1=无定位,2=2D,3=3D,4=DGPS 差分,5=RTK 浮点,6=RTK 固定。
    eph 水平位置精度估计 m 接收机自评估水平误差(1σ)。
    epv 垂直位置精度估计 m 接收机自评估垂直误差。
    hdop 水平精度因子 – 卫星几何对水平误差的放大系数。
    vdop 垂直精度因子 – 卫星几何对垂直误差的放大系数。
    satellites_used 参与定位卫星数 颗 实际用于解算的卫星数。
    vel_m_s 地速大小 m/s 水平合成速度。
    vel_n_m_s / vel_e_m_s / vel_d_m_s 北/东/地向速度 m/s NED 系速度分量。注意 D 为地向:正值=下降、负值=上升。
    cog_rad 航迹角 rad 相对正北的运动方向。
    jamming_indicator 干扰指示 0~255 GPS 射频干扰水平,越大干扰越强。
    noise_per_ms 噪声指标 – 每毫秒噪声/杂波计数,反映多径/电磁噪声。
    s_variance_m_s 速度误差方差 m/s 接收机自评估速度精度。
    time_utc_usec UTC 时间戳 μs GPS 授时,全机时间同步基准。

    判读要点:正常工作卫星数>8、HDOP<2、载噪比>35 dB-Hz;RTK 固定(fix_type=6)下 EPH 常 <0.3m。 易错点:alt 是椭球高而非海拔,垂直高度分析要用 vehicle_global_position.alt(AMSL)或 vehicle_local_position.z(相对高)。

    4.2 vehicle_global_position —— 融合后全球位置

    一句话:EKF 融合后的经纬度/熔海平面高度,全球系轨迹看这里。

    字段名称单位/量程说明
    lat / lon 融合纬度/经度 deg EKF 融合后的 WGS84 经纬度。
    alt 融合海拔 m 融合后的平均海平面高度(AMSL)。
    terrain_alt 地形海拔 m 下方地形高度(需测距仪/地形库)。
    eph / epv 融合水平/垂直精度 m 融合后位置不确定度。
    terrain_alt_valid / dead_reckoning 有效标志 bool 地形高度有效 / 航位推算状态。

    判读要点:dead_reckoning 置位说明已进入纯惯导推算(GPS 失效),此时位置会随积分漂移,务必关注。 易错点:alt 是 AMSL(m),与 sensor_gps.alt(椭球高 mm)不同口径,别混用。

    4.3 vehicle_gps_position —— GPS 原始位置(驱动层)

    一句话:GPS 驱动层原始输出,字段与 sensor_gps 对齐。

    字段名称单位/量程说明
    lat / lon / alt 原始经纬度/海拔 deg / mm GPS 模块原始输出(同 sensor_gps,alt 为椭球高 mm)。
    fix_type / eph / epv / hdop / vdop 定位质量字段 – 同 sensor_gps 对应字段(fix_type 6=RTK 固定)。
    vel_n/e/d_m_s N/E/D 速度 m/s NED 速度,D 正=下降。

    判读要点:与 vehicle_global_position 对比可看出 EKF 是否有过滤/平滑,从而判断 GPS 原始抖动。 易错点:这里 alt 同样是椭球高 mm,别直接当海拔用。

    4.4 vehicle_local_position —— 局部位置(NED / 本定制固件为 Z 向上)

    一句话:相对起飞点的局部位置与速度,本固件判读必读。

    字段名称单位/量程说明
    x / y X/Y 局部位置 m 相对起飞点水平位置(标准 PX4 为 NED 北/东;本固件见口径说明)。
    z 局部高度 m 垂直位置。标准 PX4 NED:z 向下为正、离地高度=-z;本定制固件 z 向上为正,离地高度=z。
    vx / vy / vz X/Y/Z 速度 m/s 局部系速度分量。本固件 vz 向上为正(下降为负)。
    heading 航向角 rad 融合航向(相对北)。
    ref_lat / ref_lon / ref_alt 局部原点经纬高 deg/m 局部坐标系原点(起飞点)。
    xy_valid / z_valid 水平/垂直位置有效 bool 位置估计是否可信(不可信时不应使用)。
    v_xy_valid / v_z_valid 水平/垂直速度有效 bool 速度估计是否可信。
    dist_bottom 离地高度(测距) m 下视测距(毫米波/TOF/激光)测的离地高度。
    eph / epv / evh / evv 位置/速度不确定度 m 估计的水平/垂直位置与速度误差。
    xy_reset_counter / z_reset_counter / *_reset_counter 位置/航向重置计数 次 EKF 位置/航向跳变重置次数;突增表示估计跳变。

    判读要点:xy_valid/z_valid 一旦为假,位置控制不应作为依据;*_reset_counter 突增说明估计被“重置/跳变”(警惕跳变丢航点)。本日志悬停点约为 z≈+2.86m(水平 x≈-0.1-0.7、y≈0.40.7)。 易错点:本固件 Z 轴向上、与标准 PX4 相反——读 z/vz 时不要套 NED 的“向下为正”习惯,否则高度与下降方向全错。

    4.5 vehicle_local_position_setpoint —— 局部位置期望

    一句话:位置/速度环的目标值,判定指令是否到位。

    字段名称单位/量程说明
    x / y / z 期望位置 m 位置环目标位置。
    vx / vy / vz 期望速度 m/s 速度环目标。
    yaw / yawspeed 期望航向/航向速率 rad 航向目标。

    判读要点:对比 setpoint 与实际 local_position,可量化跟踪滞后与超调。 易错点:z/vz 符号同样遵循本固件 Z 向上的约定。

    4.6 home_position —— 返航点(Home)

    一句话:起飞点基准,返航与位置控制的原点。

    字段名称单位/量程说明
    lat / lon Home 纬度 / 经度 deg 解锁时锁定的起飞点经纬度(WGS84)。
    alt Home 海拔 m 起飞点海拔(AMSL)。

    判读要点:返航前确认 Home 是否正确锁定,避免 RTL 回错位置。 易错点(勘误):本日志中 home_position.alt、ref_alt 等基准字段未正确填充(为 0 或漂移),高度分析应以 local_position 与测距为准,不要拿 Home/ref_alt 当高度基准。


    五、控制链主线(10 个主题)

    这条线回答:指令到底怎么从遥控/导航一路变成电机 PWM,以及每个环节对不对。

    5.1 manual_control_setpoint —— 手动控制输入(遥控器)

    一句话:遥控器归一化杆量,判断操作输入是否正确。

    字段名称单位/量程说明
    roll / pitch / yaw / throttle 横滚/俯仰/偏航/油门杆量 -1~1 遥控器归一化杆量。

    判读要点:回中应≈0(油门回中可能 ≠0 视通道映射而定)。 易错点:杆量中位漂移说明遥控摇杆或通道标定问题,编队模式下这会造成某机“自己偏航”。

    5.2 vehicle_command —— 飞控指令(Mavlink command)

    一句话:外部/内部下发的指令流(起飞/降落/返航/切换模式)。

    字段名称单位/量程说明
    command 指令编号 枚举 如 NAV_TAKEOFF(22)、NAV_LAND(21)、NAV_RTL(20)、DO_SET_HOME 等。
    param1~7 指令参数 – 各 command 附带参数。
    source_system / source_component 指令来源 – 指令来自哪个系统/组件(GCS/机载/伴机)。

    判读要点:回看“谁在什么时刻发了什么指令”,可区分是地面站误发还是机载自主动作。 易错点:source_component 能区分编队里是哪架机/哪个模块下的令,排查编队指令串扰很关键。

    5.3 vehicle_control_mode —— 控制模式标志

    一句话:当前解锁状态与控制环使能标志。

    字段名称单位/量程说明
    flag_armed 解锁标志 bool 是否已解锁(电机可转)。
    flag_control_* 各环使能标志 bool offboard / position / velocity / attitude / altitude / manual 等控制环是否激活。

    判读要点:flag_armed 与 vehicle_status.arming_state 对照,确认何时解锁。 易错点:控制环从 manual 切换到 position 的瞬间,是最常见的“油门跳变”来源之一。

    5.4 vehicle_attitude_setpoint —— 姿态期望

    一句话:姿态环跟踪的目标(角/四元数/推力)。

    字段名称单位/量程说明
    roll_body 期望横滚角 rad 机体 FRD 下目标横滚,姿态环跟踪目标。
    pitch_body 期望俯仰角 rad 目标俯仰。
    yaw_body 期望偏航角 rad 目标航向。
    q_d[0…3] 期望姿态四元数 – 目标姿态四元数(q_d[0]=W)。
    thrust 期望总推力 0~1 期望 collective thrust。

    判读要点:对比期望与实际姿态,量化姿态跟踪误差与震荡。 易错点:thrust 呈 0~1 归一,悬停通常 0.3~0.6,突跳说明指令异常。

    5.5 vehicle_rates_setpoint —— 角速度期望

    一句话:角速度环(内环)目标,掌握姿态响应手感。

    字段名称单位/量程说明
    roll / pitch / yaw 期望三轴角速度 rad/s 速率环目标角速度。
    thrust 期望总推力 0~1 目标推力。

    判读要点:角速度期望尖峰往往对应姿态震荡激烈。 易错点:内环带宽过高(角速度响应过冲)会表现为“秒抖”,看期望 vs 实测角速度的振荡频率判断。

    5.6 actuator_controls_0 —— 执行器控制量(姿态控制器输出,归一化 -1~+1)

    一句话:姿态环→混控器的输入,虚拟控制量。

    字段名称单位/量程说明
    control[0] 横滚控制量 -1~1 roll 轴虚拟控制量:机体 FRD 坐标系下绕 X 轴(机头方向)力矩指令,正=右滚。
    control[1] 俯仰控制量 -1~1 pitch 轴虚拟控制量:绕 Y 轴(右翼)力矩指令,正=低头。
    control[2] 偏航控制量 -1~1 yaw 轴虚拟控制量:绕 Z 轴(机体向下)力矩指令,正=右偏航。
    control[3] 油门控制量 0~1 总推力指令(归一化),0=不转、1=满油门;多旋翼悬停通常 0.3~0.6。

    判读要点:control[0…2] 反复顶到 ±1(饱和)说明姿态能力不足(配平/推重/重心问题)。 易错点:这是“虚拟”控制量,不是某颗电机的 PWM——要对应到电机需看 actuator_outputs。

    5.7 actuator_outputs —— 电机/舵机输出(混控后实际下发)

    一句话:实际下发到电调/舵机的 PWM,混控结果在这里。

    字段名称单位/量程说明
    output[0…3] 1~4 号电机 PWM 输出 μs 4 路电机脉宽(按此机型混控映射到具体电机 M1M4);10002000μs 常见量程。

    判读要点:正常悬停各路 PWM 分布应反映姿态配平;某路持续顶到上限/下限说明动力不均或输出异常。 易错点:PWM 校准依赖最小/最大可靠值——PX4 官方参考:停机 1000μs、缓慢可靠旋转 1100μs、1900μs(再增不会更快);DShot 与 CAN(DroneCAN/Cyphal)ESC 无需 PWM 校准。

    5.8 rate_ctrl_status —— 角速度环控制状态

    一句话:角速度环积分项,配平/扰动判断。

    字段名称单位/量程说明
    rollspeed/pitchspeed/yawspeed_integ 三轴角速度环积分项 – 速率环积分器输出;持续累积(饱和)说明有恒定扰动或配平问题。

    判读要点:悬停时积分项应基本归零;持续偏置说明存在恒定力矩(桨不平衡、电机动力差异、重心偏)。 易错点:积分饱和常与“某方向总偏”配套出现,优先查机械而非调参。

    5.9 vehicle_attitude —— 机体姿态(四元数)

    一句话:融合后的欧拉角/四元数,全机姿态判读基准。

    字段名称单位/量程说明
    q[0] 四元数 W(标量)分量 – PX4 顺序为 q[0]=W、q[1]=X、q[2]=Y、q[3]=Z。
    q[1] 四元数 X 分量 – 绕 X 轴(roll)旋转分量。
    q[2] 四元数 Y 分量 – 绕 Y 轴(pitch)旋转分量。
    q[3] 四元数 Z 分量 – 绕 Z 轴(yaw)旋转分量。
    (roll/pitch/yaw) 由四元数解算的欧拉角 deg 横滚/俯仰/偏航角(q 换算)。

    判读要点:四元数模长应≈1;欧拉角悬停应稳定。 易错点(勘误):q[0] 是 W(标量)分量,原表误标为 X 分量;本表已按 PX4 规范修正。

    5.10 vehicle_angular_velocity / vehicle_angular_acceleration / vehicle_acceleration

    一句话:融合后的角速度、角加速度、线加速度,分三个话题看。

    vehicle_angular_velocity —— 机体角速度(FRD,融合后)

    字段名称单位/量程说明
    xyz[0…2] X/Y/Z 角速度 rad/s 融合滤波后机体三轴角速度:[0]roll、[1]pitch、[2]yaw。

    vehicle_angular_acceleration —— 机体角加速度

    字段名称单位/量程说明
    xyz[0…2] X/Y/Z 角加速度 rad/s² 机体三轴角加速度(角速度微分)。

    vehicle_acceleration —— 机体线性加速度(FRD)

    字段名称单位/量程说明
    xyz[0…2] X/Y/Z 加速度 m/s² 机体坐标系三轴线加速度(FRD)。

    判读要点:角加速度高频尖峰反映结构共振;vehicle_acceleration 对比 sensor_accel 可看滤波器平滑程度。 易错点:角速度 xyz 轴映射与 sensor_combined.gyro_rad 一致(roll/pitch/yaw),勿与四元数的 q 分量顺序混淆。

    5.11 vehicle_air_data / vehicle_magnetometer —— 大气与融合磁数据

    一句话:两话题分别为“气压计融合后”与“磁力计融合后”,供高度与航向使用。

    vehicle_air_data —— 大气数据(气压计融合后)

    字段名称单位/量程说明
    baro_pressure_pa 气压 Pa 融合后的大气静压(Pa)。
    baro_alt_meter 气压高度 m 由气压换算的海拔高度。
    baro_temp_celcius 气压温度 ℃ 气压计温度。
    rho 空气密度 kg/m³ 由气压/温度计算的空气密度。
    airspeed_m_s 空速 m/s 空速(需空速管;多旋翼通常无)。

    vehicle_magnetometer —— 融合后磁力计

    字段名称单位/量程说明
    magnetometer_ga[0…2] X/Y/Z 磁场(融合) Gauss 校准/融合后的机体三轴磁场,供 EKF 航向。

    判读要点:气压高度随油门波动属正常(螺旋桨滑流影响气压),重点看趋势与 hgt_test_ratio 联动。 易错点:rho(空气密度)随温度/高度变化,影响升力臂换算,重载低温时悬停 throttle 应变大。

    5.12 mission_result —— 任务执行结果

    一句话:任务/航点执行进度与成果。

    字段名称单位/量程说明
    finished 任务完成标志 bool 任务是否执行完毕。
    failure 任务失败标志 bool 任务是否失败。
    seq_reached / seq_current / seq_total 到达/当前/总航点序号 – 任务航点执行进度。
    flight_termination 飞行终止标志 bool 是否触发飞行终止(failsafe 终极动作)。
    stay_in_failsafe 保持在失控保护 bool 是否停留在 failsafe 状态。

    判读要点:seq_current 卡在某一航点不前,多半是 GPS 位置不可信或航点判据不满足。 易错点:flight_termination 触发即按下不返——区分“正常任务中止”与“被 RF 触发终止”。

    5.13 fault_handler —— 故障处理记录

    一句话:故障类型锁存记录。

    字段名称单位/量程说明
    fault_type 故障类型 枚举 记录触发故障/锁存的类型(如姿态失控、电量终止等)。

    判读要点:看故障类型与发生时刻,对应回看 vehicle_status/test_ratio 确认因果。 易错点:fault_type 触发往往不是“第一现场”,要往前找提前几秒就失调的量。


    六、系统状态主线(5 个主题)

    这条线回答:飞机整体在什么状态、能力够不够。

    6.1 vehicle_status —— 飞机整体状态

    一句话:解锁/模式/失控保护/故障标志的总入口。

    字段名称单位/量程说明
    arming_state 解锁状态 枚举 0=待初始化,1=已上锁(disarmed),2=已解锁(armed),3=待上锁。
    nav_state 飞行/导航模式 枚举 [PX4 标准枚举] 1=手动,2=定高,3=定点,4=任务,5=悬停,6=返航,7=offboard,10=自动起飞,11=自动降落,14=绕点 等。
    failsafe 失控保护状态 bool/枚举 是否处于 failsafe(失联/电量/姿态等触发的保护)。
    rc_signal_lost 遥控失联标志 bool 遥控器信号丢失。
    data_link_lost 数传失联标志 bool 地面站数传链路丢失。
    engine_failure 动力故障标志 bool 发动机/动力失效检测。
    mission_failure 任务失败标志 bool 任务执行失败。
    failure_detector_status 姿态失效检测 位掩码 姿态失控/翻滚等失效检测位。
    system_type / vehicle_type / is_vtol 系统/机型类型 枚举 机型标识(多旋翼=2 等)/是否 VTOL。
    latest_arming_reason / latest_disarming_reason 最近上锁/解锁原因 枚举 解锁/上锁的触发原因(正常/自动/故障)。

    判读要点:先看 arming_state 与 nav_state,再看 failsafe 及各类丢失标志,能快速判断“是在正常飞还是进了保护”。 易错点(勘误):nav_state 原表出现 #VALUE! 占位错误,已按 PX4 标准枚举修正;返航=6、offboard=7、悬停=5,别把 6 当返航之外的东西。

    6.2 vehicle_status_flags —— 飞机状态条件标志位

    一句话:起飞条件类布尔位与安全开关。

    字段名称单位/量程说明
    condition_* 各类条件布尔位 bool 如 condition_calibration_enabled、condition_armable、condition_auto_mission_available、condition_global_position_valid、condition_home_position_valid 等起飞条件。
    circuit_breaker_* 安全开关位 bool 各 circuit breaker(绕过某项检查)是否生效;正常作业不应长期开启。

    判读要点:condition_armable 为假时先看是哪个前置条件未满足。 易错点:circuit_breaker_* 是测试时临时绕过检查用的,正式作业必须复原(关闭)——这是“用保险参数忘还原”最常见的翻车点。

    6.3 cpuload —— 飞控 CPU/内存负载

    一句话:飞控主任务负载与内存占用。

    字段名称单位/量程说明
    load CPU 占用率 0~1 主任务 CPU 使用率(采样窗口内忙时占比)。
    ram_usage RAM 占用率 0~1 内存使用占比。

    判读要点:load 长期 >0.8 或内存泄漏式增长,需降采样率/关多余模块。 易错点:编队/表演脚本升多时 load 突升,会抬升控制延迟 → 间接伤 EKF 新息。

    6.4 vehicle_land_detected —— 着陆检测状态

    一句话:飞控判定是否在地面/地效的系列标志。

    字段名称单位/量程说明
    landed 已着陆标志 bool 飞控判定是否在地面(综合推力/高度/速度)。
    ground_contact 接地标志 bool 是否触地。
    maybe_landed 可能着陆 bool 着陆判定中间态。
    in_ground_effect 地效区标志 bool 是否在地面效应高度内(通常 <0.5~1 倍旋翼直径)。
    in_descend 下降中标志 bool 是否处于下降阶段。
    has_low_throttle 低油门标志 bool 油门低于着陆阈值。
    vertical_movement / horizontal_movement 垂直/水平移动标志 bool 是否检测到移动。

    判读要点:landed 状态切换看是否与任务预期一致(不该降却检测到 landing → 高度或油门运算异常)。 易错点:in_ground_effect 会导致飞控判断推力效率变化,起降阶段气动突变易误判,配合 hgt_test_ratio 综合看。


    七、电池主线(1 个主题,体量大单独成章)

    7.1 battery_status —— 电池状态(飞控电源模块/智能电池上报)

    一句话:电压/电流/电量/健康度全家桶,电量与健康判断核心。

    字段名称单位/量程说明
    voltage_v 整包总电压(实时) V 电池两端实时总电压,带载时随油门波动、静置回升。
    voltage_filtered_v 整包总电压(滤波) V 低通滤波后总电压,用于电量估算与告警,波动更小。
    voltage_cell_v[0…9] 各单体电芯电压 V 最多 10 个串联电芯单体电压(本机 4S 用 [0]~[3]);判断单体一致性。
    max_cell_voltage_delta 单体最大压差 V 最高与最低电芯电压差,衡量一致性/平衡。
    current_a 实时电流 A 电池输出电流(放电为正),需电源模块电流计且正确配置。
    current_filtered_a 滤波电流 A 低通滤波后的电流。
    average_current_a 平均电流 A 一段窗口的平均放电电流。
    discharged_mah 已放电电量 mAh 库仑计累计放出电量,依赖电流积分。
    remaining 剩余电量百分比 0~1 0~1(QGC 显示为 %);有电流计为库仑计估算,无则按电压折算(较粗)。
    capacity 电池容量 mAh 配置的电池额定容量(参数 BATx_CAPACITY)。
    cell_count 串联电芯数 S 电池串联节数(4=4S)。
    temperature 电池温度 ℃ 电池温度(需智能电池/NTC)。
    warning 电池告警等级 枚举 0=无,1=低电,2=严重低电,3=紧急低电,4=故障(缺传感器等);阈值由 BATx_LOW/CRIT/EMERGEN_THR 决定(默认 0.15/0.07/0.05)。
    run_time_to_empty 当前功率下剩余飞行时间 s 按当前放电率估算还能飞多久(需电流计)。
    average_time_to_empty 平均剩余飞行时间 s 用平均电流估算的剩余飞行时间(需电流计)。
    cycle_count 循环次数 次 智能电池上报的充放电循环数。
    state_of_health 电池健康度 SOH % 智能电池上报的容量保持率。
    serial_number 电池序列号 – 智能电池唯一序列号。
    manufacture_date 生产日期 – 智能电池生产日期编码。
    id 电池组编号 – 电池实例号(0/1),多电池时区分。
    connected 电池连接标志 bool 是否检测到电池接入。
    source 数据来源 枚举 0=模块/ADC,1=智能电池(BMS),2=ESB 等。
    priority 电池优先级 0~2 多电池供电时的使用优先级。
    scale 电压缩放系数 – 内部电压换算系数(参数 BATx_V_DIV)。
    is_powering_off 正在断电标志 bool 系统是否正在关机/断电。
    interface_error 通讯接口错误计数 次 智能电池通讯错误次数(如 SMBus)。
    max_error 电量估计最大误差 % 智能电池上报的剩余电量估计不确定度。

    判读要点:电压会随油门带载波动,静置会回升——用在环电压判断“还能不能 20 块电”应按飞行中低压。电量估算三档精度:① 基本电压估算 ② 电压+负载补偿 ③ 电压+电流积分融合(精度最高,见附录)。 易错点:voltage_cell_v[] 本机只到 [3](4S),别把空位当 0/异常电芯;max_cell_voltage_delta 飞行中持续 >0.1V 应停用平衡/更换(详见附录)。


    八、定制编队主线(4 个主题)

    此组为非 PX4 原生、该集群表演固件专有,字段以上机定义为准;对编队表演复盘最有价值。

    8.1 dance_control_status —— 编队/舞步控制状态

    一句话:舞步状态机运行状态。

    字段名称单位/量程说明
    – 舞步状态机字段 – 舞步执行状态、当前动作编号、机间同步等(定制模块,字段以机上定义为准)。

    判读要点:配合编队测试的“起飞同步 <500ms / 动作同步 <200ms”判据,回看某机是“状态卡住”还是“同步偏差”。 易错点:定制字段命名各版本可能不同,先对齐固件定义再判读。

    8.2 dance_step_log —— 舞步动作记录

    一句话:逐个舞步动作的时间/序号记录,表演复盘用。

    字段名称单位/量程说明
    – 舞步动作日志 – 逐个舞步动作的时间/序号记录,用于编队表演复盘。

    判读要点:看动作序号与时间戳是否连续、有无跳步。 易错点:跳步/错步多由机间时钟不同步或链路丢包引起,别只怪动作表。

    8.3 dance_step_position —— 舞步位置点

    一句话:舞步中的预设位置点。

    字段名称单位/量程说明
    – 舞步航点 – 舞步中各预设位置点。

    判读要点:对比实际 vehicle_local_position 与舞步位置点,量化编队队形误差。 易错点:本地舞步位置通常是相对本机偏置量,需换算成绝对坐标再比队形。

    8.4 dance_wind_return_status —— 抗风自动返航状态

    一句话:检测到大风/高度异常时的自适应返航阶段。

    字段名称单位/量程说明
    phase 抗风返航阶段 枚举 0=未触发;检测到大风吹离/高度异常时进入返航阶段。
    away_count 超限计数 次 位置/高度超安全区累计次数。
    current_alt 当前高度 m 触发判断时的当前高度。

    判读要点:away_count 累计到阈值触发 phase 切换;看触发时 current_alt 与风向,判断是阵风还是编队指令偏差。 易错点:风返航是“保护性动作”,误触发会导致某机中途退出队形——排查时优先看位置新息是否被阵风拉大。


    附录 A:坐标系约定

    FRD(机体):X 前、Y 右、Z 下;静止时加速度 z≈+9.8 m/s²。NED(世界):北、东、下;NED 中高度越高 z 越小(离地高度=-z),D 向速度正=下降。

    本编队/集群表演定制固件:vehicle_local_position 垂直轴为 Z 向上(离地高度≈z,本日志悬停 z≈+2.86m),与标准 PX4 NED 符号相反;判读高度/垂直速度以本页为准。水平 x/y 也按该固件定义,悬停点在 x≈-0.1-0.7、y≈0.40.7。

    PX4 姿态四元数顺序:q[0]=W(标量)、q[1]=X、q[2]=Y、q[3]=Z,模长=1。原表把 q[0] 标注为 X 分量有误。

    轴(角速度)映射:gyro_rad[0]/xyz[0]=绕X轴=roll;[1]=绕Y轴=pitch;[2]=绕Z轴=yaw。

    高度口径:

    • sensor_gps.alt / vehicle_gps_position.alt → WGS84 椭球高(mm)。
    • vehicle_global_position.alt → 平均海平面高(AMSL,m)。
    • vehicle_local_position.z → 相对起飞点高度。
    • 本日志 home_position.alt、ref_alt 等基准字段未正确填充(为 0/漂移),高度分析以 local_position 与测距为准。

    附录 B:关键阈值参考

    卫星几何 / 精度:EPH/EPV 为 1σ 误差估计(m),越小越好;HDOP/VDOP <1 优秀、<2 良好、>5 差;RTK 固定解(fix_type=6)下 EPH 常 <0.3m。

    振动:PX4 未给硬性阈值(官方说明数据不足)。经验:accel_vibration_metric <0.02 优秀、<0.05 良好、持续 >0.05 且伴随削波/EKF 新息增大需停飞排查;ArduPilot 口径“原始加速度标准差”<30 m/s² 可接受、>60 必有问题(两套指标不可混用)。削波计数理想全程为 0。

    test_ratio:正常 <0.5,偶发尖峰可接受;>1.0 表示该测量被 EKF 拒绝。高振动最先体现在 vpos/vvel/hgt_test_ratio 增大。

    电池电压分级:

    维度数值
    单芯满电 4.20V
    单芯标称 3.70V
    单芯存储 3.80~3.85V
    单芯负载健康 ≥3.5V
    单芯告警 ❤️.3V
    单芯可能损伤 ❤️.0V
    4S 整包满/标称 16.8 / 14.8V
    4S 保守下限(3.5/芯) 14.0V
    4S 告警(3.3/芯) 13.2V
    单体压差判据 充电后≤0.02V、飞行中应<0.1V,持续>0.1V 应停用平衡/更换

    静置回升属正常。

    附录 C:PX4 官方补充(22 条)

  • IMU 采样率要求:EKF 使用的 IMU 数据至少 100Hz。
  • 磁力计采样率要求:磁力计数据至少 5Hz。
  • 高度数据速率要求:高度数据源至少 5Hz。
  • 振动阈值(加速度峰峰值):加速度振动峰峰值超过 2-3 m/s² 视为强烈振动(PX4 官方文档)。
  • 水平位置精度(GPS):PX4 最低要求 <3m,平均值 0.8m;RTK 下常 <0.3m。
  • 垂直位置精度(GPS):PX4 最低要求 <5m,平均值 1.5m。
  • 卫星数:PX4 最低要求 ≥6 颗,平均值 14 颗;RTK 常 20+。
  • GPS 速度精度:PX4 最低要求 <0.5 m/s,平均值 0.2 m/s。
  • HDOP:PX4 最低要求 <2.5,平均值 1.0。
  • QGC 默认满电电压:4.05V/芯(非 4.20V,QGC 默认值)。
  • 标称电压:3.7V/芯(无负载)。
  • 损伤电压:3.0V/芯(负载下,可能损伤)。
  • 电池内阻典型值:约 5mΩ/芯,随放电电流/年龄/健康变化。
  • 电机 PWM 最小可靠值:1100μs(电机缓慢可靠旋转)。
  • 电机 PWM 最大有效值:1900μs(再增不应使电机更快)。
  • 电机 PWM 停机值:1000μs(电机停止)。
  • PWM 校准豁免:DShot 与 CAN(DroneCAN/Cyphal)ESC 不需要 PWM 校准。
  • ECL EKF 24 维状态:四元数(4)+速度(3)+位置(3)+陀螺零偏(3)+加计零偏(3)+磁场(3)+风(2)+地形(1)+其他(2)。
  • 传感器延迟补偿:EKF2_*_DELAY 参数补偿各传感器延迟,影响时间同步。
  • 电量估算三档:① 基本电压估算 ② 电压+负载补偿 ③ 电压+电流积分融合(精度最高)。
  • 气动气压误差补偿:EKF2_PCOEF_* 参数补偿气动扰动引起的气压高度误差。
  • 圆锥校正:EKF 使用 IMU 角度增量前须先用圆锥校正算法校正。
  • 附录 D:枚举对照(fix_type / arming_state / nav_state / warning)

    枚举值含义
    fix_type 0 无定位
    fix_type 1 无定位(无 GNSS)
    fix_type 2 2D 定位
    fix_type 3 3D 定位
    fix_type 4 DGPS 差分定位
    fix_type 5 RTK 浮点
    fix_type 6 RTK 固定(最高精度)
    arming_state 0 待初始化
    arming_state 1 已上锁(disarmed)
    arming_state 2 已解锁(armed)
    arming_state 3 待上锁
    nav_state 1 手动
    nav_state 2 定高
    nav_state 3 定点
    nav_state 4 任务
    nav_state 5 悬停
    nav_state 6 返航(RTL)
    nav_state 7 offboard(外部控制)
    nav_state 10 自动起飞
    nav_state 11 自动降落
    nav_state 14 绕点(Orbit)
    battery warning 0 无告警
    battery warning 1 低电
    battery warning 2 严重低电
    battery warning 3 紧急低电
    battery warning 4 故障(缺传感器等)

    附录 E:勘误表(14 条)

  • sensor_combined.gyro_rad 轴映射:原表把 [0]/[2] 都写成 Z 轴,改为 [0]=roll、[1]=pitch、[2]=yaw。
  • sensor_gps.fix_type 枚举:原表写“4=RTK 固定”有误,改为 4=DGPS 差分、5=RTK 浮点、6=RTK 固定。
  • sensor_gps.vel_d_m_s 符号:原表写“正值向上”,改为 正值=下降、负值=上升。
  • vehicle_attitude.q[0]:原表把 q[0] 写成 X 分量,改为 q[0]=W(标量分量),顺序 W,X,Y,Z。
  • vehicle_status.nav_state:原表为 #VALUE! 占位错误,按 PX4 标准枚举补齐(1 手动/2 定高/3 定点/4 任务/5 悬停/6 返航/7 offboard/10 起飞/11 降落/14 绕点)。
  • vehicle_local_position 坐标口径:该定制固件 Z 轴向上,与标准 PX4 NED(z 向下、离地高度=-z)符号相反,本日志悬停 z≈+2.86m。
  • 高度口径区分:sensor_gps.alt/vehicle_gps_position.alt 为 WGS84 椭球高(mm);vehicle_global_position.alt 为 AMSL(m);vehicle_local_position.z 为相对高度。
  • home_position.alt / ref_alt 未正确填充(为 0 或漂移),高度分析以 local_position 与测距为准。
  • 附录原“枚举对照”空占位:原文档该节仅剩空 ### 与空表,已按 fix_type/arming_state/nav_state/battery warning 真实枚举补齐(见附录 D)。
  • 附录 PX4 官方补充 22 条占位符:原文档仅剩 – **** 与子条目内容,已为每条补全条目名并整合为清单(见附录 C)。
  • 振动指标口径:accel_vibration_metric(PX4)与 ArduPilot“原始加速度标准差”两套指标不可混用。
  • 电池电压分级补全:单芯满/标称/存储/负载/告警/损伤分级与 4S 整包对应值、单体压差判据已补全(见附录 B)。
  • GPS 质量判读补全:EPH/EPV(1σ,越小越好)与 HDOP/VDOP(<1 优、<2 良、>5 差)判读补充。
  • 四元数顺序说明补入附录:q[0]=W、q[1]=X、q[2]=Y、q[3]=Z,模长=1。
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