无人直升机地面站信息管理系统软件的设计与实现

胡敏

摘 要

无人直升机现在已经在多个领域发展中开始应用。无人直升机属于控制管理设备，科研人员在实际研究中对于无人直升机的地面站有关技术十分关注。地面站主要承担者对于无人直升机进行管理的责任，由于地面站所需要管理内容十分繁琐，为了能够提高地面站管理水平，就需要设计出一款开放性的无人直升机地面站信息管理系统软件。

【关键词】无人直升机 地面站系统 三维可视化界面

伴随着无人直升机的快速发展，无人直升机开始逐渐在民用及国防等方面进行应用，其中地面站作为无人直升机系统内的关键环境，也正在不断发展发展建设。无人直升机地面站信息管理系统软件的设计，主要就是将先进的科学技术融入到系统软件内，通过科学技术提高地面站信息化水平，这也就是无人直升机地面站建设的主要原因。

1 无人直升机总体系统架构

无人直升机控制系统主要有两部分构成，分别是机载系统及地面站系统，其中机载系统主要由三部分构成，分别是飞行控制计算机、传感系统及GPS接受模块，地面站系统主要有两部分构成，分别是遥控设备及便携式PC机。无人直升机总体系统架构如图1所示。

无人直升机在实际运行中，能够自行对于航线进行控制，为了能够降低无人直升机在实际运行中出现自动控制失灵的问题，无人直升机采取两种控制模式，分别是自动控制模式与手动控制模式。其中手动控制模式，主要是通过专业人员对于无人直升机的运行进行控制，利用遥控设备，为无人直升机的运行发布指令，无人直升机根据将所收集到的数据传输到地面站上；无人直升机在自动控制模式状态下，地面站只需要将无人直升机的飞行参数制定完毕即可，无线网络能够将有关飞行参数传输到无人直升机内的机载系统内，无人直升机就能够根据飞行参数进行飞行，在飞行过程中还能够将有关數据传输到地面站内，地面站就可以根据无人直升机实际飞行情况对于飞行参数进行修改。

2 地面站系统的设计与实现

地面站的整个运行全部是通过基站上面的便携式计算机所完成的，程序所使用的开发语言为c++，能够对于系统进行模块化的设计，保证系统整体结合的科学合理，为后期的维护升级工作提供一定便捷。与此同时，c++语言属于交交叉平台语言，能够在不同平台上面应用，这样地面站就能够转移到系统便携式计算机系统平台上。

无人直升机地面站信息管理系统软件所使用的是图形界面，用户在实际操作过程中更加便捷。系统能够通过有关消息及事件进行驱动，实现人机交互，这样才有关程序设计及操作上面都能够更加便捷。

2.1 数据通信模块

数据通信模块是无人直升机机载系统与地面站进行数据传输的媒介，数据在收发的时候主要采取的是UDP协议，进而保证模块在实际运行过程中拥有良好的实时性，但是UDP协议在实际应用中无法保证信息在传输过程中不出现丢失情况，所以每次信息在传输的时候，都需要在开始及末尾进行检验。地面站机载系统主要是对于无人直升机飞行速度及航向等等数据信息进行接收，与此同时对于无人直升机的飞行进行控制。

2.2 远程控制模块

远程控制模块主要承担者对于无人直升机自主飞行控制，通过将自动飞行参数进行传输，将有关的数据信息发送到无人直升机机载系统内，数据信息在实际发送之前，需要对其开始及结尾进行验证，进而保证数据信息的完整性，无人直升机机载系统只有在进行相对应的应答之后，无人直升机在能够进入到自主飞行模式中，进行自主飞行。

2.3 数据库模块

数据库模块在地面站控信息管理系统软件内具有重要承担。地面站信息管理系统软件所使用的编写语言是c++，正是由于该编写语言拥有良好的兼容性，能够地面站信息管理系统软件能够实现多线程技术，数据储存中，采取的是单线程的方式，这样不仅仅能够提高地面站信息管理系统软件运行质量及效率，同时还能够保证无人直升机所传输的信息能够被地面站完整接受，并且完整的储存下来。数据库模块所选择的数据库为sqlite数据库，该种数据库能够将地理信息与测控信息进行分离储存，在对于数据管理过程中也就能够进行离线数据回访，为科研人员的研究工作提供便捷。

2.4 虚拟仪表模块

虚拟仪表模块主要就是将无人直升机在飞行过程中所产生的数据都进行仪表化，应用仪表主要目的就是能够简化数据，提高人机交互水平，进而操作人员能够更好的根据无人直升机所反馈出现的飞行数据，对于无人直升机飞行进行控制。无人直升机要是出现机械故障或者是机载系统出现问题之后，仪表具有报警功能，能够将无人直升机的实际情况及时传递非操作人员，操作人员能够根据无人直升机的情况，操作针对性的应急措施。

2.5 航路规划模块

航路规划模块主要作用就是保证无人直升机在实际飞行过程中，能够按照已经规划的航路进行飞行，保证无人直升机所采集到的信息与操作人员的实际需求相吻合。航路规划模块需要与虚拟仪表模块相连接，进而掌握到无人直升机在实际飞行过程中的忽视，完成飞行任务。

3 结论

想要真正发挥出无人直升机所具有的价值，就需要保证无人直升机在飞行过程中能够实时监控并且导航。无人直升机地面站信息管理系统软件在实际应用中，能够充分发挥出无人直升机的价值，提高无人直升机操作水平。

作者单位

中国直升机设计研究所 江西省景德镇市 333000