2. 返航决策的触发条件与分级
返航不是“一键回家”这么简单。无人系统在任务执行过程中会持续接收来自链路、导航、电源、气象、空域和载荷等多个子系统的状态信息，这些信息一旦越过预设阈值，就会成为返航决策的触发源。但触发不等于立即返航——不同触发源的紧迫程度、可恢复性和对任务完成度的影响差异很大，因此需要一套分级决策逻辑，在“安全底线”和“任务效益”之间做出权衡。
六类典型触发源及其特征
工程上通常把触发源归纳为六类，每类的检测量、典型阈值和响应窗口各不相同。
| 触发源 | 关键检测量 | 典型阈值（示例） | 紧迫度 |
|---|---|---|---|
| 链路中断 | 遥控/遥测丢包率、RSSI、心跳超时 | 心跳丢失 > 3 s，丢包率 > 30% | 高 |
| 定位降级 | 卫星数、HDOP、定位模式、惯导漂移 | 卫星数 < 6 或 HDOP > 2.0 | 高 |
| 电量告警 | 剩余电量、电压、放电倍率 | 剩余 < 25%（一级）、< 15%（二级） | 中→高 |
| 气象突变 | 风速、阵风、降水、能见度 | 风速 > 10 m/s 或阵风 > 12 m/s | 中 |
| 空域冲突 | ADS-B/雷达目标、禁飞区距离 | 侵入间隔 < 500 m 或进入禁飞区缓冲 | 高 |
| 载荷故障 | 载荷自检码、图像链路、云台状态 | 自检失败或数据流中断 > 5 s | 低→中 |
需要强调：表中阈值均为教学示例，实际系统必须依据平台性能、任务类型和运行环境重新标定。例如小型多旋翼的链路心跳超时通常设为 2～3 s，而中大型固定翼因链路延迟更大，可能放宽到 5 s。
四级决策逻辑：返航、迫降、悬停、继续任务
触发源被确认后，飞控或任务管理计算机进入分级决策。四级动作的语义如下：
- 继续任务：触发源影响轻微且可恢复，系统保持当前航路，同时提升监控频率。
- 悬停：状态不确定或需人工确认，系统在原地或安全点保持位置，等待指令或条件恢复。
- 返航：任务无法安全继续，但平台仍具备可控飞行能力，按预设返航航线返回起降点。
- 迫降：平台已不具备安全返航条件，必须在当前位置或最近安全点立即着陆，优先保平台与地面安全。
决策不是简单查表，而是“触发源 + 剩余电量 + 定位可用性 + 链路状态”的多维判断。下面这张图给出一个可落地的分级决策关系：
从触发到动作：一个可复现的判断过程
以某中型多旋翼执行巡检任务为例。任务巡航速度 12 m/s，当前剩余电量 32%，距起降点 4.2 km，链路 RSSI 从 -75 dBm 降至 -92 dBm，丢包率升至 35%，卫星数从 14 降到 7，HDOP 由 0.8 升至 1.6。
第一步，确认触发源：链路丢包率 35% 超过 30% 阈值，判定为链路中断一级；卫星数 7 颗、HDOP 1.6 尚未越过定位降级阈值，暂不触发。第二步，评估可恢复性：链路丢包在 3 s 内是否持续？若持续，则进入返航；若恢复至 10% 以下，可降级为继续任务并加强监控。第三步，核算返航电量：返航距离 4.2 km，巡航速度 12 m/s，返航时间约 350 s；该平台巡航功耗约 480 W，返航耗电约 46.7 Wh；电池总容量 280 Wh，返航耗电占比约 16.7%，乘以安全系数 1.3 后约 21.7%。当前剩余 32% 大于 21.7%，具备返航条件，因此决策为返航而非迫降。
若同一场景中剩余电量只有 18%，则 18% < 21.7%，返航电量不足，系统应直接进入迫降逻辑，选择最近安全点着陆。这就是“电量硬约束”在分级决策中的体现。
分级决策的工程实现要点
实际系统中，分级逻辑通常以状态机或规则表形式实现。规则表的一行可以写成：
IF 触发源=链路中断 AND 持续时长>3s AND 剩余电量>返航电量×1.3
THEN 动作=返航
ELSE IF 触发源=链路中断 AND 剩余电量≤返航电量×1.3
THEN 动作=迫降
需要注意三点。其一，阈值必须可配置，不同任务、不同气象条件下应能在线调整。其二，所有触发和决策过程要写入日志，包含时间戳、触发源、检测值、决策结果和依据，便于事后复盘。其三，悬停不是“什么都不做”，而是进入低功耗等待状态，同时持续尝试恢复链路或定位，并设置最长悬停时间（示例 30 s），超时后自动降级为返航或迫降。