無人機地面控制站軟件的設計與實現(xiàn).pdf

1、學校代碼：10406分類號：TP311.5 學號：150408521008南昌航空大學 南昌航空大學碩 士 學 位 論 文（專業(yè)學位研究生）無人機地面控制站軟件的設計與實現(xiàn) 無人機地面控制站軟件的設計與實現(xiàn)碩 士 研 究 生：文凱成 XX導 師：王長坤 副教授申請 學位 級別：碩 士學 科、專 業(yè)：控制工程所 在 單 位：信息工程學院答 辯 日 期：2018 年 6 月授予 學位 單位：南昌航空大學I摘 要隨著科學技術的快速發(fā)展，未來在

2、軍事武器、民用農業(yè)等領域將更多的趨向于無人化和高度信息化，無人機在這些領域的地位也將得到逐步的提升。地面控制站作為無人機系統(tǒng)的核心部分，主要為無人機的安全飛行提供實時的監(jiān)控保護。本文主要研究了無人機地面站系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，并完成了地面站軟件的編程及實現(xiàn)。該軟件為無人機提供飛行監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲、地圖導航、航線規(guī)劃、任務回放和伺服跟蹤等功能，具備與無人機實時交互的能力?；趯鴥韧鉄o人機系統(tǒng)的了解，本文設計的地面站系統(tǒng)軟件不僅具備無人機系統(tǒng)普

3、遍具有的功能，而且在此基礎上進行了創(chuàng)新和改進。比如實現(xiàn)了地圖導航的高程信息顯示、導航電子地圖的制作方法和兩種特殊情況的航跡繪制。這些都為無人機系統(tǒng)以后的拓展，提供了可靠的實踐經驗。論文首先講述了無人機地面站的發(fā)展現(xiàn)狀，總結了地面站軟件擁有的共同點和不同點。然后從自身的研發(fā)經歷著手，講述了開發(fā)過程中所用到的幾項技術：本 地 面 站 軟 件 是 基 于 MFC 對 話 框 程 序 設 計 ， 多 線 程 技 術 有 重 要 運 用 ；CSu

4、perSerialPort 類與 Windows 消息傳遞機制、高精度定時器的實現(xiàn)，為無人機的實時監(jiān)控做出了重要保障；ADO 數(shù)據(jù)庫訪問技術為無線數(shù)據(jù)（例如航點與航線信息）的存儲與讀取及任務回放功能提供了依據(jù)。接著詳細講述了軟件系統(tǒng)的總體結構及模塊組成，重點提到了地面站軟件的功能設計，從六個方面詳細介紹了軟件界面的組成及各部分的功能及實現(xiàn)。第 4 章，基于對航跡、航點存儲及管理的熟練掌握，著重研究了兩種特殊狀態(tài)下航線規(guī)劃的原理，提出了導

5、航電子地圖的制作方法及航點的高程信息顯示。第 5 章，開篇介紹了無線通信鏈路的組成，結合 CSuperSerialPort 類串口通信和高精度定時器的實現(xiàn)，制定了屬于本地面站軟件的無線通訊協(xié)議，在此基礎上，實現(xiàn)了對無人機實時高效的監(jiān)控。論文最后，經過在實驗室的多次仿真調試與戶外實際試飛并記錄實驗數(shù)據(jù)，結果表明該無人機地面站控制系統(tǒng)軟件的功能已比較完善，系統(tǒng)運行良好，并具備高穩(wěn)定性及實時通信等顯著特點，驗證了該地面站軟件的研制已達到技術要