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無人機地面站仿真方案

日期:2017/7/16

無人機地面站仿真方案

1.方案概述

        典型的無人機系統通常包括無人機(又稱自駕儀)及其飛行控制系統、地面控制系統、發射與回收系統、有效載荷及數據鏈路等

部分。地面站是無人機系統的重要組成部分,主要功能是監測和控制無人機的飛行過程、飛行航跡、有效載荷、通訊鏈路等,并對一些故

障予以及時警報并采取相應的診斷處理措施。地面站是一個集實時采集分析遙測數據、定時發送遙控指令、動態顯示飛行狀態等功能于一

體的綜合系統,通常由顯控臺和通訊設備組成。

 

 

2.  方案介紹

     2.1.系統構成

 

 

     2.2.模塊介紹

            2.2.1.仿真鏈路通信模塊

        通過仿真無線通信設備,建立地面站與無人機的通信鏈路,獲取無人機的遙測信息,將地面站遙控指令進行上傳。實現通信參數

選擇,開啟、關閉串口的功能。接收無人機下傳的數據,放在接收緩沖區中,之后按照通信協議格式,對遙測數據包進行解析、顯示與存儲。

            2.2.2.仿真飛行狀態的顯示與控制模塊

        機載傳感器獲取無人機飛行狀態信息后,通過通信鏈路將這些數據以預定義的格式傳輸到地面站,解算后進行顯示。地面工作人

員根據顯示的數據,判斷無人機狀態,并通過數據鏈路將控制指令傳輸到無人機,對無人機進行控制。

            2.2.3.仿真數據存儲與回放模塊

        將實際飛行的數據進行存儲,如空速、地速、高度、航跡、航向、滾轉、俯仰、經度、緯度等,還用于存儲規劃飛行路線中的航點

信息,用戶可以在實時飛行結束之后,通過數據回放,主要包括數據回放和曲線分析,實現存儲的遙測數據的回放顯示;在無人機飛行中或

數據回放時,繪制高度、速度與時間的二維關系曲線和位置三維曲線,用于數據分析。通過研究這些數據,從而找到改進系統性能的方案。

            2.2.4.仿真有效載荷數據的顯示和控制模塊

        有效載荷是無人機任務的執行單元。地面站的功能之一就是通過對有效載荷數據的顯示來實現對有效載荷的控制,確保任務的順利

完成。包括電子地圖、虛擬航空儀表和狀態信息顯示。

電子地圖

        電子地圖顯示包括位置標注、繪制運動軌跡和地圖基本操作三部分。位置標注部分實現在地圖上某一特定區域的標記功能,方便使

用者快速觀察到某一位置的情況;繪制運動軌跡主要實現飛機飛行位置標注和飛行軌跡顯示功能;地圖基本操作包括地圖的放大、縮小、居

中和漫游功能。

虛擬儀表

        虛擬儀表顯示是指使用虛擬航空儀表和數字相結合的方式顯示無人機的飛行參數,包括高度、速度(空速和地速)、姿態(俯仰角

和滾轉角)和航向。

狀態信息

        狀態信息顯示是指利用虛擬儀表和圖形方式顯示衛星定位質量、無人機電源狀態和數據鏈路狀態。

2.2.5.典型界面介紹

        無人機地面工作站界面由任務載荷控制界面和視景顯示界面兩部分組成,界面如下圖所示:

 

 

探測載荷控制界面

 

視景顯示界面

 

1.探測載荷控制界面:

        探測載荷控制界面包括無人機任務載荷傳感器參數控制、載荷探測目標信息列表、二維態勢展示圖、當前可查看傳感器的圖像信

息、飛行狀態信息顯示區域、載荷狀態顯示及其他。

2.視景顯示界面:

        視景顯示界面分為四個窗口視圖,其中左上角為場景二維視圖、左下角為三維視圖、右上角為紅外傳感器顯示窗口、右下角為可選

 載荷顯示窗口(紅外、雷達、可見光);

3.技術特點

    1.實現主要飛行姿態、飛行機載系統狀態、發動機參數等飛行平臺數據參數顯示和飛行進程監測,能夠實現飛行姿態和發動機人工操

      作控制與應急控制。

    2.實現武器系統的實時工作情況的監控,控制武器選擇與擇機發射。

    3.實現無人機在武器是否進入攻擊窗口的輔助決策、實現無人機人工輔助著陸控制的輔助決策等信息提示

    4. 實現與其他系統語音通信和數據通信能力,并對數據實現存儲與回放和分析能力。

4.應用場景

        系統在無人機地面站系統研制、無人機武器裝備測試、指揮控制系統性能驗證領域,均有廣闊的應用場景。

 

所屬類別: 電子系統仿真

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