無人機(jī)地面控制站軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

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

2、軍事武器、民用農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域?qū)⒏嗟内呄蛴跓o人化和高度信息化，無人機(jī)在這些領(lǐng)域的地位也將得到逐步的提升。地面控制站作為無人機(jī)系統(tǒng)的核心部分，主要為無人機(jī)的安全飛行提供實(shí)時(shí)的監(jiān)控保護(hù)。本文主要研究了無人機(jī)地面站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并完成了地面站軟件的編程及實(shí)現(xiàn)。該軟件為無人機(jī)提供飛行監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、地圖導(dǎo)航、航線規(guī)劃、任務(wù)回放和伺服跟蹤等功能，具備與無人機(jī)實(shí)時(shí)交互的能力。基于對國內(nèi)外無人機(jī)系統(tǒng)的了解，本文設(shè)計(jì)的地面站系統(tǒng)軟件不僅具備無人機(jī)系統(tǒng)普

3、遍具有的功能，而且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新和改進(jìn)。比如實(shí)現(xiàn)了地圖導(dǎo)航的高程信息顯示、導(dǎo)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(jī)系統(tǒng)以后的拓展，提供了可靠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。論文首先講述了無人機(jī)地面站的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了地面站軟件擁有的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。然后從自身的研發(fā)經(jīng)歷著手，講述了開發(fā)過程中所用到的幾項(xiàng)技術(shù)：本 地 面 站 軟 件 是 基 于 MFC 對 話 框 程 序 設(shè) 計(jì) ， 多 線 程 技 術(shù) 有 重 要 運(yùn) 用 ；CSu

4、perSerialPort 類與 Windows 消息傳遞機(jī)制、高精度定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)，為無人機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控做出了重要保障；ADO 數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)為無線數(shù)據(jù)（例如航點(diǎn)與航線信息）的存儲(chǔ)與讀取及任務(wù)回放功能提供了依據(jù)。接著詳細(xì)講述了軟件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及模塊組成，重點(diǎn)提到了地面站軟件的功能設(shè)計(jì)，從六個(gè)方面詳細(xì)介紹了軟件界面的組成及各部分的功能及實(shí)現(xiàn)。第 4 章，基于對航跡、航點(diǎn)存儲(chǔ)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(dǎo)

5、航電子地圖的制作方法及航點(diǎn)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(jié)合 CSuperSerialPort 類串口通信和高精度定時(shí)器的實(shí)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(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對無人機(jī)實(shí)時(shí)高效的監(jiān)控。論文最后，經(jīng)過在實(shí)驗(yàn)室的多次仿真調(diào)試與戶外實(shí)際試飛并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明該無人機(jī)地面站控制系統(tǒng)軟件的功能已比較完善，系統(tǒng)運(yùn)行良好，并具備高穩(wěn)定性及實(shí)時(shí)通信等顯著特點(diǎn)，驗(yàn)證了該地面站軟件的研制已達(dá)到技術(shù)要