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无人机地面站仿真方案

日期:2017/7/16

无人机地面站仿真方案

1.方案概述

        典型的无人机系统通常包括无人机(又称自驾仪)及其飞行控制系统、地面控制系统、发射与回收系统、有效载荷及数据链路等

部分。地面站是无人机系统的重要组成部分,主要功能是监测和控制无人机的飞行过程、飞行航迹、有效载荷、通讯链路等,并对一些故

障予以及时警报并采取相应的诊断处理措施。地面站是一个集实时采集分析遥测数据、定时发送遥控指令、动态显示飞行状态等功能于一

体的综合系统,通常由显控台和通讯设备组成。

 

 

2.  方案介绍

     2.1.系统构成

 

 

     2.2.模块介绍

            2.2.1.仿真链路通信模块

        通过仿真无线通信设备,建立地面站与无人机的通信链路,获取无人机的遥测信息,将地面站遥控指令进行上传。实现通信参数

选择,开启、关闭串口的功能。接收无人机下传的数据,放在接收缓冲区中,之后按照通信协议格式,对遥测数据包进行解析、显示与存储。

            2.2.2.仿真飞行状态的显示与控制模块

        机载传感器获取无人机飞行状态信息后,通过通信链路将这些数据以预定义的格式传输到地面站,解算后进行显示。地面工作人

员根据显示的数据,判断无人机状态,并通过数据链路将控制指令传输到无人机,对无人机进行控制。

            2.2.3.仿真数据存储与回放模块

        将实际飞行的数据进行存储,如空速、地速、高度、航迹、航向、滚转、俯仰、经度、纬度等,还用于存储规划飞行路线中的航点

信息,用户可以在实时飞行结束之后,通过数据回放,主要包括数据回放和曲线分析,实现存储的遥测数据的回放显示;在无人机飞行中或

数据回放时,绘制高度、速度与时间的二维关系曲线和位置三维曲线,用于数据分析。通过研究这些数据,从而找到改进系统性能的方案。

            2.2.4.仿真有效载荷数据的显示和控制模块

        有效载荷是无人机任务的执行单元。地面站的功能之一就是通过对有效载荷数据的显示来实现对有效载荷的控制,确保任务的顺利

完成。包括电子地图、虚拟航空仪表和状态信息显示。

电子地图

        电子地图显示包括位置标注、绘制运动轨迹和地图基本操作三部分。位置标注部分实现在地图上某一特定区域的标记功能,方便使

用者快速观察到某一位置的情况;绘制运动轨迹主要实现飞机飞行位置标注和飞行轨迹显示功能;地图基本操作包括地图的放大、缩小、居

中和漫游功能。

虚拟仪表

        虚拟仪表显示是指使用虚拟航空仪表和数字相结合的方式显示无人机的飞行参数,包括高度、速度(空速和地速)、姿态(俯仰角

和滚转角)和航向。

状态信息

        状态信息显示是指利用虚拟仪表和图形方式显示卫星定位质量、无人机电源状态和数据链路状态。

2.2.5.典型界面介绍

        无人机地面工作站界面由任务载荷控制界面和视景显示界面两部分组成,界面如下图所示:

 

 

探测载荷控制界面

 

视景显示界面

 

1.探测载荷控制界面:

        探测载荷控制界面包括无人机任务载荷传感器参数控制、载荷探测目标信息列表、二维态势展示图、当前可查看传感器的图像信

息、飞行状态信息显示区域、载荷状态显示及其他。

2.视景显示界面:

        视景显示界面分为四个窗口视图,其中左上角为场景二维视图、左下角为三维视图、右上角为红外传感器显示窗口、右下角为可选

 载荷显示窗口(红外、雷达、可见光);

3.技术特点

    1.实现主要飞行姿态、飞行机载系统状态、发动机参数等飞行平台数据参数显示和飞行进程监测,能够实现飞行姿态和发动机人工操

      作控制与应急控制。

    2.实现武器系统的实时工作情况的监控,控制武器选择与择机发射。

    3.实现无人机在武器是否进入攻击窗口的辅助决策、实现无人机人工辅助着陆控制的辅助决策等信息提示

    4. 实现与其他系统语音通信和数据通信能力,并对数据实现存储与回放和分析能力。

4.应用场景

        系统在无人机地面站系统研制、无人机武器装备测试、指挥控制系统性能验证领域,均有广阔的应用场景。

 

所属类别: 电子系统仿真

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