浙江大学硕士学位论文摘要摘要近年来，无人机的研究和应用在世界范围内迅速升温，我国也在无人机的研究和发展上做出了相当大的投入。无人机地面站系统是整个无人机系统的指挥控制中心，而地面站软件是地面站系统的重要组成部分。一套功能完善的无人机地面站软件，能够很好地辅助地面操作人员对无人机进行飞行状况监视和实时控制。结合作者参与某型无人飞行器系统中的地面站子系统的研制经历，本文论述了如何应用串口通信编程、组件式ＧＩＳ开发和ＡＤＯ数据库访问等技术手段来构建一套功能完善的无人机地面站软件。地面站利用专用数据链系统，通过读写串口来与无人机通信，而无人机下传数据帧的频率很高，因此高速实时串口通信的实现至关重要。我们在实践中采用了改进串口类ＣＳｕｐｅｒＳｅｒｉａｌＰｏｒｔ的实时性及实现一个高精度定时器等手段来满足应用需求。基于ＡｒｃＧＩＳ地理信息系统和ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ组件式ＧＩＳ开发技术，实现了地图导航部分的各项功能。同时通过数字高程模型的应用，很好地解决了无人机在三维空间飞行中存在的高空障碍问题。通过利用ＡＤＯ技术来操作导航数据库，我们实现了地面站软件的航线规划和航迹回放功能。而动态创建数据表和读写ＢＬＯＢ－－进制数据两项技术的运用，解决了如何高效率读写数据库以记录众多的飞行航迹的问题。实践表明，通过与地面站系统其他部分的配合使用，该无人机地面站软件的功能已经能基本满足操作员执行无人机试飞任务的需要。
关键词：无人机，串口通信，ＡｒｃＧＩＳ，航线规划浙江大学硕上学位论文Ａｂｓｔｒａｃｔ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＵＡＶ，ｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＡｒｃＧＩＳ，ｆｌｉｇｈｔｐｌａｎｎｉｎｇ浙江人学硕士学位论文图目录图目录
图１．１无人机系统的组成………………………………………………………．２图１．２ＡｕｔｏＰｉｌｏｔ地面站软件的界面……………………………………………．．５图１．３ＡＰ５０地面控制站的界面…………………………………………………．５图１．４ＦＹ－２地面站软件的界面…………………………………………………．６图２．１ＡｒｃＧＩＳ９产品的体系结构………………………………………………１４图２．２ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ组件层次关系图……………………………………………１６
图２．３ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ组件对象模型………………………………………………１６
图２．４左为规则格网，右为不规则三角网……………………………………１７图２．５左为原始数据，右为插值得到的致密数据……………………………１８图２．６数据库访问技术的层次结构……………………………………………１９图２．７ＡＤＯ对象模型…………………………………………………………．２０图３．１地面站软件各模块之间的关系…………………………………………２３图３．２地面站软件的概要设计…………………………………………………２３图３．３地面站软件的界面分布…………………………………………………２４图３．４飞行器管理部分的界面…………………………………………………．２７图４．１通过串口接收数据的处理流程图………………………………………４ｌ图４．２地面站飞行器状况显示的界面效果……………………………………４２图４．３通过串口发送数据的处理流程图………………………………………４３图４．４地面站发送指令界面效果………………………………………………４４图５．１地图浏览效果图…………………………………………………………４６图５．２绘制地图客户图层的效果图……………………………………………４８图５．３显示无人机飞行轨迹的效果图…………………………………………４８图５．４分层设色区分地形的中国地图…………………………………………５１图５．５实时获取鼠标所指点的经度、纬度和高程的效果……………………５４图６．１航点管理部分的界面……………………………………………………５６图６．２航线管理部分的界面……………………………………………………５７图６．３航线在地图上的表示……………………………………………………５８图６．４航迹回放部分的界面……………………………………………………６ｌ
ＩＶ浙江大学硕：ｔ：学位论文表目录表目录表４．１串口通信实时性对比试验结果…………………………………………３３表４．２上行帧的帧格式…………………………………………………………３４表４．３上行帧的帧头格式………………………………………………………３５表４．４下行帧的帧格式…………………………………………………………３６表４．５下行帧的帧头格式………………………………………………………３６表６．１ＷａｙＰｏｉｎｔＴａｂｌｅ航点表……………………………………………………５６
表６．２ＳｋｙＷａｙＴａｂｌｅ航线表……………………………………………………．．５８
表６．３任务管理表ＴａｓｋＴａｂｌｅ……………………………………………………５９表６．４任务规划航线表…………………………………………………………６０表６．５航迹记录表………………………………………………………………６０表７．１地面站软件功能测试结果………………………………………………．６６
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