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无人机遥测遥控地面站系统研究

罗军军  
【摘要】:全球第一架无人机最早出现于1917年,先后经历了功能单一的航模、靶机然后发展到可以预编译程序指令或者使用无线电指令遥控的功能复杂、种类繁多的无人侦查机。在军事化战争中,无人机作为军事化武器,曾多次被用于执行紧急、重要的军事任务,并取得了显著的成绩,例如:以色列对埃及的战争和美国在越南的“后卫”战役。 无人机系统是由遥测遥控地面站、空间通信链路和飞行控制系统等几大部分构成,其中遥测遥控地面站作为无人机系统中甚是关键的部分,是无人机系统的操纵中心,并负责完成无人机在飞行过程中的多种任务,遥测遥控地面站设计的好坏将会很大程度的影响着无人机的整体性能。 本课题的目标是简要设计出一款无人机遥测遥控地面站系统,用来实现无人机的各项需求。论文最初是从课题的研究意义、无人机及其地面站的发展以及研究现状出发,了解到地面站在无人机中占有极其重要的地位;其次是介绍了遥测遥控地面站系统中的遥测系统和遥控系统、硬件平台介绍、软件结构设计和每一个功能模块的实现;然后详细的阐述了飞控系统的基本构成、工作过程以及对无人机模型进行了数学建模和无人机姿态控制律的设计仿真;此外,还分析了谷歌地球在地面站系统中的应用以及无人机系统的通信链路——CCSDS;最后设计了遥测遥控地面站系统的软件,主要包括了用户登录模块、综合显示模块、航迹规划模块、数据库操作模块、数据回放模块、系统调试模块等,并且对本论文所做的工作进行了总结和展望。 该系统的软件设计是在Windows XP系统下,使用Visual C++6.0集成开发平台,并运用了谷歌地球电子地图的二次开发技术,以及使用XML/KML技术来完成谷歌地球航线的动态显示,空间通信链路选用的是空间数据遥测遥控的通信协议,此协议能够完成信息的可靠、有效、安全的传输。遥测遥控地面站系统主要功能有实时的接收遥测数据、解码后显示出无人机在飞行期间的各项参数、发送遥控指令改变无人机飞行状态、无人机航迹的编辑显示及执行其他的任务等。


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