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本文是一份面向 PX4 多旋翼（Multicopter/UAV）整机组装的技术指南，围绕飞行控制器（Flight Controller，FC）展开，系统讲解 GPS/罗盘、RC 遥控、数传电台、SD 卡、电源模块、电机电调与舵机等核心组件的选型、连接与配置方法。读完本文，你将掌握 Pixhawk 连接器标准下各端口的用途与接线方式、飞控的安装定向与振动隔离要点，以及如何依据 PX4 源码中的串口配置参数（如GPS_1_CONFIG、MAV_0_CONFIG）完成外设接入与调试。

装配概述：多旋翼的核心组件

一台运行 PX4 的典型多旋翼由以下核心部件组成：飞行控制器（Flight Controller）、GNSS（含罗盘）、外置磁罗盘、手动遥控器和/或数传电台、电机及其他控制执行机构（舵机等）、载荷（Payload），以及一套完整的电源系统。本文的装配说明主要面向使用 Pixhawk 系列飞控 的系统，特别是那些采用了 Pixhawk 连接器标准 的飞控——对于这类飞控，大部分"接线"工作就是使用附带的线缆将组件插入标注清晰的端口即可。

如果飞控不遵循连接器标准：Pixhawk 系列飞控即使未完全遵循该标准，通常也会提供与 Pixhawk 标准组件互联的线缆；其他飞控则可能需要自行制作线缆和连接器。飞控专属装配指南 中包含了具体的接线与配置信息，厂商官网文档同样可以参考。

飞行控制器概览：Pixhawk 标准端口

下图展示了 CUAV 和 Holybro 的 Pixhawk v6x 飞控。两者的端口非常相似，因为它们都是采用 Pixhawk 连接器标准的 Pixhawk 标准自动驾驶仪。

下表列出了 Pixhawk 连接器标准端口、它们在两款飞控上的标签以及用途。两款飞控的端口名称相近、核心外设接线方式一致。

两款飞控还有一些不属于连接器标准的共性：都具备相同的以太网端口（ETH）、SBUS OUT、AD&IO、USB、USB-C。二者也存在重要差异，最突出的是各种 RC 控制协议和 PWM 输出的连接方式不同，下文相关章节会展开说明。

最佳实践：在连接外设之前断开飞控电源！即使并非所有情况下都严格必要，这也是推荐做法。

安装与定向飞控

飞控应尽可能安装在 机身重心附近，正面朝上，且箭头指向机头方向。

为降低振动对飞控内置 IMU 和陀螺仪的影响，应使用附带的减震泡沫（mounting foam）安装（若未附带则遵循厂商指导）。

如果飞控无法按推荐/默认方向安装（例如受空间限制），则必须在自动驾驶软件中配置实际使用的方向：飞行控制器朝向配置。

从源码结构看，PX4 的姿态估计依赖飞控与机体的固定旋转关系：默认方向（正面朝上、箭头朝前）对应ROTATION_NONE。飞控方向在 传感器设置界面 中选择，对应参数为SENS_BOARD_ROT；外部罗盘若使用标准 MAVLink 方向（正立朝前，或任意轴 45° 的倍数偏移），罗盘校准时会自动检测（默认由 SENS_MAG_AUTOROT 控制）。

位置偏移：IMU 相对重心的偏移参数

若飞控无法安装在重心处，则需配置 EKF2_IMU_POS_X、EKF2_IMU_POS_Y、EKF2_IMU_POS_Z 三个参数来设置 IMU 相对重心的偏移。

如果不设置这些偏移，EKF2 的位置/速度估计将位于 IMU 位置而非重心处，这可能导致不必要的振荡，具体幅度取决于 IMU 距重心的距离。例如：IMU 位于重心前方、位置模式下机体绕重心前倾时，高度估计会因 IMU 实际下移而降低，高度控制器会因此加大推力补偿——这是一直施加的无谓控制量；设置偏移后，纯俯仰运动不会引起高度估计变化，寄生修正随之消失。

振动隔离

内置加速度计或陀螺仪的飞控对振动敏感。部分飞控内置了振动隔离机构，另一些则附带可用于隔离振动的安装泡沫。应优先采用飞控文档推荐的安装策略。

若怀疑振动超标，可参照 飞行日志分析（Flight Review）中的振动章节 判断振动水平是否可接受，若存在问题可参考 振动隔离 中的解决方案。基本的减振措施包括：确保起落架、GPS 桅杆等所有部件紧固；使用动平衡良好的螺旋桨；选用高质量的桨、电机、电调与机架；使用减振方式安装飞控；作为最后手段再调整 软件滤波器（优先消除振动源而非软件滤波）。

GNSS/罗盘（含蜂鸣器、安全开关与 LED）

Pixhawk 自动驾驶系统通常包含一个集成了 蜂鸣器、安全开关 和 UI LED 的主 GNSS/罗盘模块，也可能配备第二 GPS/罗盘模块。厘米级精度的 RTK GNSS 模块同样受支持。

GNSS/罗盘模块应安装在机架上尽量远离其他电子设备的位置——将罗盘与其他电子设备隔离可降低电磁干扰。只要方向标记正立且朝机头方向（或任意轴 45° 的倍数偏移），校准时会自动检测方向；如需其他偏移角，则需要手动设置方向。详见 安装罗盘（或 GNSS/罗盘）。

模块可连接至串口或 CAN 总线。

串口 GNSS 模块

主 GNSS/罗盘模块连接到标有GPS1或GPS&SAFETY的端口（应为 10 针 JST GH 连接器）；第二 GNSS/罗盘模块（若有）连接到 6 针GPS2端口。

Pixhawk 连接器标准的 10 针"Full GPS plus Safety Switch"端口专用于连接主 GNSS，包含 GNSS 用的 UART 端口、罗盘用的 I2C 端口，以及 蜂鸣器、安全开关 和 UI LED 的引脚。PX4 默认将该 UART 配置为主 GPS。6 针"Basic GPS"端口（若有）仅包含 UART 和 I2C 端口，PX4 可能不会将其默认配置为第二 GPS 端口，可参照 串口配置 自行检查/配置。

也可以使用其他 UART 端口连接此类 GPS 模块（但可能需要自制线缆，且必须按上述文档配置端口），或使用另一个 I2C 端口连接独立罗盘或 GNSS/罗盘模块中的磁力计。

从源码实现看，串口功能由形如*_CONFIG/*_CFG的参数控制：GNSS 使用 GPS_1_CONFIG 与 GPS_2_CONFIG，GPS1端口的默认波特率由 SER_GPS1_BAUD 决定（默认为Auto，可自动检测波特率；Trimble MB-Two 需显式设为 115200）。配置流程为：设置服务/外设的配置参数 → 重启飞行器使附加参数可见 → 设置所选端口的波特率 → 配置模块专属参数。

DroneCAN GNSS 模块

DroneCAN GNSS/罗盘模块连接到 CAN 总线端口，通常标记为CAN1和CAN2。DroneCAN 主题下有连接与配置说明。

RTK GNSS 模块

RTK GNSS 模块以与"普通"GNSS 模块相同的方式连接到专用飞控串口或 CAN 端口。注意地面站还需要一个独立基准站模块。

使用 RTK 时，GNSS 接收机相对重心的位置偏移参数尤其重要。GNSS 模块离重心越远，机体旋转产生的伪速度/高度测量误差越大，EKF 可能因此拒绝测量值。应在 参数配置 中设置 SENS_GPS0_OFFX、SENS_GPS0_OFFY 与 SENS_GPS0_OFFZ。例如 GNSS 模块位于重心上方 10cm 时，1 rad/s 的俯仰运动会产生 10cm/s 的 GNSS 速度测量值（即使重心未移动）；若 GNSS 速度精度为 1cm/s，EKF 可能因测量值偏差达精度 10 倍而停止信任该测量。设置偏移后 EKF 会利用陀螺数据修正测量。

距离传感器（测距仪）

距离传感器 可显著提升飞行器的鲁棒性和性能，部分使用场景下是必需的：

• 显著改善降落：着陆检测更稳健；传感器可帮助确定减速点，使降落更平滑；降低因高度估计不准或触地高度设置错误导致的硬着陆风险。
• 支持地形跟随。
• 在 GNSS 拒止环境下飞行时，配合 光流传感器 实现稳健的状态估计。

与某些组件不同，距离传感器没有统一的常用总线或端口：不同测距仪可能通过 I2C、CAN、串口甚至 PWM 输入连接。请参照 距离传感器 及厂商文档了解具体传感器的接入方法。

光流传感器

光流 是一种计算机视觉技术，利用朝下的相机和朝下的距离传感器估计对地速度，可在 GNSS 拒止环境（建筑物内、地下等）中精确估计速度。光流传感器可能集成相机与距离传感器，也可能仅有相机（此时需要独立距离传感器）。其连接方式没有统一标准，可能通过 I2C、CAN、串口 MAVLink 等连接。接入方法参见 光流传感器 与厂商文档。

无线电遥控 RC（可选）

遥控系统 用于手动控制无人机，由机载无线电接收机（连接飞控）和手持遥控器中的地面无线电发射机两部分组成。

PX4 的自主飞行模式并不要求手动遥控器，但调试新机架时遥控器必不可少，其他低延迟手动飞行场景也强烈推荐。

常见的 RC 标准包括 Spektrum/DSM、S.BUS、PPM 等。遥控发射机与接收机 一文解释了如何选择并绑定兼容的发射/接收机。

RC 端口不属于 Pixhawk 连接器标准。连接接收机 章节说明了如何识别连接特定接收机的端口。通常可以从飞控标签直接推断：

• Spektrum/DSM 接收机通常连接到标签含DSM的输入，如DSM、DSM/SBUS RC、DSM RC、DSM/SBUS/RSSI。
• PPM 或 SBUS 接收机连接到 RC 输入，最常见标签为RC IN，也可能带有SBUS或PPM字样。
• Pixhawk 飞控通常附带连接常见 RC 接收机类型的线缆。

从源码角度，RC 输入端口由 RC_PORT_CONFIG 参数配置。接收机的信号丢失行为需特别留意：理想情况是 RC 丢失时输出"无信号"（PX4 自动检测）或低油门值（可配置 RC 丢失检测）；若接收机重复输出最后一次信号，PX4 无法处理，应避免选用。

数传电台（可选）

数传电台 供 地面站（GCS） 与飞行中的飞行器通信。地面站可通过图形界面监控和控制无人机、编辑/上传/运行任务、查看相机视频、采集视频与图像等。

将机载电台连接到TELEM1端口（如下图所示），另一个电台连接地面站电脑或移动设备（通常通过 USB）。

低功耗数传电台（<1.5A）由端口供电，通常无需额外配置。使用更高功率/更远距离的电台或其他端口时，需要通过 BEC 单独供电并修改数传端口的数据速率，还可能需要配置电台本身（IP 电台可能需通过以太网连接）。

补充说明：

• TELEM1按典型低功耗电台（如 SIK Radio）的数据速率配置。
• 若使用支持更高数据速率的电台，可参照 串口配置 修改配置。
• 约 300m 范围的 SIK Radio 与 WiFi 数传 由飞控供电；高功率电台（如 Microhard 串口电台）需单独供电并可能需要配置。
• 也可将数传电台接到TELEM2/TELEM3端口（若存在），但TELEM2默认配置用于连接机载电脑，可能需要 重新配置 才能连接地面站。

从源码配置看，MAVLink 串口通过 MAV_0_CONFIG（对应TELEM1，波特率 MAV_0_RATE 默认 57600，消息流 MAV_0_MODE 为 Normal）与 MAV_1_CONFIG（对应TELEM2，模式为 Onboard）配置。

SD 卡

强烈建议使用 SD 卡。它用于记录和分析飞行数据以及使用 DroneCAN/UAVCAN 总线硬件。许多飞控出厂即预装 SD 卡，但应查阅所用飞控的文档确认。更多信息见 基本概念 > SD 卡（可移动存储）。

电源与执行机构

下图展示了飞控、电机、舵面执行机构、其他执行机构与其他系统的一种典型接线方式（包含电源与 PWM 控制信号）。具体飞行器的电机/执行机构数量可能更多或更少，但使用 PWM 输出时的接线思路基本一致。

若使用 DroneCAN ESC，控制信号将连接到 CAN 总线而非图中的 PWM 输出。

飞控供电

Pixhawk 飞控需要约 5V/3A 连续供电能力的稳压电源（以具体飞控为准）。这足以驱动飞控本身及少量低功耗外设（如 GNSS 模块、RC 接收机、低功耗数传电台），但不足以驱动电机、执行机构和其他外设。

电源模块 常用于为飞控"分出"稳压电源，同时测量整机电池电压与总电流——PX4 可据此估计电量。电源模块连接到飞控电源端口（通常标为POWER，双冗余供电的飞控为POWER 1/POWER 2）。下图展示了典型接法。

电源模块的另一路输出为其他组件提供电池电源，包括电机、执行机构、高功率电台，以及相机、夹爪等载荷。

飞控厂商通常会推荐适合其飞控的电源模块（有时是集成电源模块的 PDB 分电极）。不一定要用厂商推荐的模块，但这是确保电源同时匹配飞控供电需求与电源端口通信协议的最简单方式。

部分飞控的电源端口通过 CAN 总线提供电源信息。例如 CUAV Pixhawk 6x 有 I2C 电源端口POWER 1/POWER 2和 CAN 电源端口POWER C1/POWER C2。电源端口虽属 Pixhawk 连接器标准，仍应查阅飞控专属文档进行电源设置。

分电极（PDB）

本例中电池输出首先连接到分电极（PDB），将输入电源分成多路并联输出。PDB 非必需，但可简化接线，尤其是多电机飞行器。功能更强的 PDB 可集成电源模块（此时替代独立电源模块）、控制多个电机的 ESC，以及为舵机和其他外设供电的 BEC（电池消除电路）。

电机

无刷电机通过 ESC（电子调速器）供电和控制。PWM ESC 有两根电池电源输入线、两根来自飞控的控制信号输入线（三针连接器），以及三根连接电机的输出线。电源线应绞合以减少电磁干扰，并在机架上尽量短而整洁。

任一 PWM 输出总线上的输出都可连接任意执行机构、电机或其他 PWM 受控硬件，之后在配置 执行机构输出 时映射到 PX4 控制的具体执行机构。

注意：

• 优先将 ESC 连接到 FMU PWM 总线输出，因为它们比 IO PWM 输出延迟更低。PWM 输出常标为AUX或MAIN；两者都存在时用AUX，否则用MAIN。
• DShot ESC（推荐）只能用于 FMU PWM 输出。
• 电机输出应尽量集中分组，而非随机散布在 FMU 与 IO 总线之间。因为一旦将某个输出分配给某功能（如 DShot ESC），相邻未用引脚就不能再分配给除 DShot ESC 之外的功能。

从源码看，执行机构映射在 Actuator Outputs 配置界面完成，对应混控器/输出分配模块（src/modules/control_allocator与src/lib/mixer等目录）。Pixhawk 6X 等飞控上，PX4 固件中的MAIN输出映射到I/O PWM OUT端口，AUX输出映射到FMU PWM OUT端口（例如 MAIN1 对应 IO_CH1，AUX1 对应 FMU_CH1）。

舵机

舵机用于驱动舵面与载荷执行机构，典型电源与控制接线如下。

PWM 舵机使用三线连接器同时提供电源与 PWM 控制信号（中间引脚为电源正极）。舵机输出可连接到任意引脚或总线，之后在 PX4 中配置输出功能。

电源轨不能由飞控供电！应使用 BEC（电池消除电路）从电池提供稳压电压到 PWM 输出总线的中间"电源"轨，从而为所有连接的舵机供电。

警告：电源轨只能提供 BEC 设定的单一电压。如果所用舵机不能接受同一电压，不同电压的舵机需要单独供电。

其他外设

高功率电台、相机等其他外设有各自的电源需求，通常通过独立的 BEC 供电。可选/不常见组件的接线与配置在 硬件选型与设置 主题下的各个外设章节中说明。

整机装配教程

自动驾驶系统在具体机架上的装配取决于实际硬件（尺寸、几何、材料、安装点与所用组件），无法用一套通用说明覆盖。PX4 提供了若干端到端整机搭建与配置的示例教程：

• 多旋翼套件（Kits）
• 多旋翼 DIY 组装（DIY Builds）

飞控专属装配指南

以下指南说明了如何为多款主流 飞控"脱离机架"连接自动驾驶核心组件，并推荐同厂商的传感器、电源系统与其他组件。若所用飞控未列出，或厂商文档更新，请优先查阅厂商文档。

• CUAV Pixhawk V6X 接线快速指南
• CUAV V5+ 接线快速指南
• CUAV V5 nano 接线快速指南
• CUAV X25 EVO 接线快速指南
• Holybro Pixhawk 6C 接线快速指南
• Holybro Pixhawk 6X 接线快速指南
• Holybro Pixhawk 5X 接线快速指南
• Holybro Pixhawk 4 接线快速指南
• Holybro Durandal 接线快速指南
• Holybro Pix32 v5 接线快速指南
• Cube 接线快速指南（所有 Cube 变体）
• Pixracer 接线快速指南
• mRo (3DR) Pixhawk 接线快速指南

以 Holybro Pixhawk 6X 快速指南 为例：其标准套装附带的 PM02D 电源模块支持 2~6S 电池，输出经 6 线线缆接入飞控POWER端口（端口信号含 VCC +5V、SCL/SDA +3.3V 与双 GND，VCC 需提供至少 3A 连续电流，默认 5.2V）。配套 M8N/M9N GPS（10 针）接GPS1，可选购的副 GPS（6 针）接GPS2；GPS 模块集成的安全开关默认启用（启用时 PX4 禁止解锁），按住安全开关 1 秒可禁用安全功能，再次按下可重新启用并锁定飞行器。

装配后配置与调试要点

完成接线后，通常还需在QGroundControl中完成以下配置（详见 自动驾驶配置）：

1. 传感器校准：飞行控制器朝向、罗盘校准（标准方向自动检测）、水平校准。
2. 遥控器校准：绑定收发机后在 Radio Setup 中校准摇杆行程，并配置 RC 丢失检测。
3. 执行机构输出映射：在 执行机构配置 中按机架参考 Airframe Reference 将各输出映射到电机/舵机。注意映射在不同机架间并不一致，务必使用正确映射。
4. 电源/电量设置：确认电源模块的电压/电流测量被正确识别，用于 PX4 电量估计。

参考与延伸阅读

• 无人机组件与部件（基本概念）
• 载荷（Payloads）（基本概念）
• 硬件选型与设置 — 具体飞控、传感器和其他外设（如固定翼空速传感器）的连接与配置
  • 安装飞控
  • 振动隔离
  • 安装罗盘
• 多旋翼竞速机设置 — 竞速机专属装配与配置信息（竞速机通常没有 GNSS 模块）

• 嵌入式
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