无人机地面站导航监控软件设计分析 本文关键词：地面站，无人机，监控软件，导航，分析
无人机地面站导航监控软件设计分析 本文简介：[摘要]首先简要分析无人机地面站导航监控软件的基本原理，基于三维GIS，分别从数据收发、地图界面管理、航线规划等方面，就此软件的设计思路作一探讨，以期对此领域的研究有所借鉴。[关键词]三维GIS；无人机；地面站；导航监控软件；设计在整个无人机架构中，无人机地面控制系统（GCS）为其关键构成，其可以称
无人机地面站导航监控软件设计分析 本文内容：
[摘要]首先简要分析无人机地面站导航监控软件的基本原理，基于三维GIS，分别从数据收发、地图界面管理、航线规划等方面，就此软件的设计思路作一探讨，以期对此领域的研究有所借鉴。
[关键词]三维GIS；无人机；地面站；导航监控软件；设计
在整个无人机架构中，无人机地面控制系统（GCS）为其关键构成，其可以称之为整个无人机系统的指挥控制中心，能够较好地完成无人机的各项操作，如机载任务设备控制、飞行操纵等；此外，还能以一种图形、数字的形式，提供准确且全面的飞机图像侦察、飞行状态信息，因而能够对整个系统进行全方位、实时性监控。当前，伴随无人机GCS的日渐模块化、通用化与智能化，需要切实采取有效措施，积极突破当前以二维地理信息为基础的操作系统。本文借助Skyline，将三维地图作为基本背景，对无人机地面导航监控软件进行设计分析。
1无人机地面控制系统软件的构成及原理分析
针对无人机地面控制系统而言，其由五部分构成，即任务监控软件、导航监控软件、无线电地面数据终端GDT、飞行监控软件与数据管理软件。对于数据管理软件来讲，其经过串口，能够对GDT所传送的遥测数据进行实时接收，然后经转换，借助UDP以太网，向任务、导航、飞行等监控软件实时发送，且此时的导航监控、飞行监控软件，对全部数据进行接收；其中针对飞行监控软件来分析，其能够以一种实时性姿态，将无人机的分型姿态给显示出来，除此之外，还能显示数据链参数及发动机参数，控制飞机高度与姿态，而且还能控制发动机转速及各种数据链。而对于导航监控软件来讲，其不仅能将无人机的当前位置实时显示出来，而且还能显示导航参数、飞行轨迹，向数据管理软件发送任务航线数据、导航控制指令等，然后经转换，向GDT实时传送。对于导航监控软件来讲，其主要有定点导航模、导航参数显示模块、导航模式选择模块、地图管理模块及航线规划模块等构成。针对地图管理模块而言，其主要包含两部分，其一为地图上标志性绘图，其二是缩放与漫游。而对于导航模式选择来讲，实际就是选择无线电解算定位、BD定位或GPS定位。而对于飞机位置显示来分析，其主要包含两方面，其一为状态栏上显示文字，其二是地图上飞机图标的直观显示。而针对导航参数显示来考量，其同样囊括两部分，第一为北斗参数的显示，第二是GPS参数的现实。而航线规划及装订则主要囊括任务航线的编辑、规划、发送等。
2导航监控软件设计
2.1数据收发
导航监控软件所选用的是以太网接口，而在具体的网络通信协议，则选择的是UDP广播。而对于WindowsSockets而言，则为MicrosoftWindows的一种比较核心的网络程序设计接口，其从BerkeleySockets扩展而得。针对WindowsSockets来讲，其对BerkeleySockets的各项特征加以继承与补充。而对于此些补充来分析，其除了提供了部分异步函数外，还额外增加了与Windows消息驱动特性相匹配、相适应的网络事件异步选择机制。针对此些扩充来讲，其能够为应用程序开发者提供方便，使其更好地编制与Windows编程模式相符的软件，并且还能基于Windows下开，实现更加先进且性能突出的网络程序的开发。此外，还需要指出的是，此系统所运用的是WindowsSockets2.0版，于WindowProc（）消息处理函数架构中，能够对遥测数据进行实时或有选择性接收，且利用Sendto（）函数来完成控制指令的发送。
2.2地图界面管理
Skyline软件选用的是TerraBuilder，其中能够融入数量庞大的矢量数据、高程数据与影像数据，且还能基于此，创建三维模型地形数据库（拥有准确坐标）；然后基于文件*.mpt上（TerraBuilder所建），利用建模工具（TerraExplorerPro当中），实施建模。分别经建模、贴图济图片处理等操作，最终完成三维模型的创建。还需要指出的是，借助于TerraExplorerPro，能够实现地形数据与三维模型数据的深层融合，建立一个具有三维仿真功能的*.FLY文件。借助Skyline架构当中的ActiveX控件，结合VC++7.0开发语言，在二次开发过程中，实现导航监控软件中三维地图的高效利用。
2.3航线规划
为了能够达到无人机自主飞行的目的，在各项飞行任务执行前，操纵人员需要依据当前气象情况、飞行区域所具有的飞行条件以及所接受的任务，积极拟定与任务要求相符，可以切实保障飞行安全，以及比较经济、省时的航线规划。针对航线规划来分析，其主要包含3项内容，其一为图上标绘，其二是对各航程点的执行任务指令加以明确，其三为航程点的选择。本软件以人工方式来进行航程点的设置，主要内容有高程、航点坐标等。若对已经设置的航点存在不满意的情况，则可再次进行更改，直至满意为止；修改的常用方法为删除移动及插入航点等。
3结语
本文借助于Skyline，且围绕三维地图，进行无人机地面导航监控软件的总体设计；从总体上来讲，通过开展此方面的设计，能够更好地解决实际设计中所存在的各种突出问题，获得更加友好的用户界面，而且操作也会变得更加方便，因而能够为相关操纵人员更好地工作，提供可视化、先进化的操纵平台。
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作者：王宇 单位：西安爱生技术集团公司
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