无人机地面站的设计

王林林 付晓强

摘 要：通常在无人机的飞行中，能够实时的反应无人机的信息，针对上述情况研制了一种简单的无人机地面站软件，以Windows操作系统为平台，在Visual C ++环境下设计实现的，实现了计算机对无人机的实时显示。实践证明，该系统测量精度高、稳定性好、抗干扰性强，具有一定的应用前景和使用价值。

关键词：无人机 地面站 实时 硬件设计

中图分类号：TP79 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（a）-0004-02

无人机不仅在军事上得到了广泛的应用，而且在民用方面也得到了普遍重视。随着计算机技术的发展，利用计算机的软、硬件，建立有关无人机的飞行、控制以及评估的仿真系统已经成为各国的共识。而以往的飞行仿真中，得到的结果都是大量的数据或曲线，不具有直观性。可视化技术的出现，使得仿真结果不再单调，甚至人们可以与计算机进行直接交互，对虚拟世界中具有形体的信息进行操作，实现了人、机合一。“无人机地面站”正是运用计算机图形学知识结合现代计算机仿真技术实现的仿真系统，它为地面人员提供了一个形象的、虚拟的飞行界面，用于显示无人机的各种飞行参数，更加方便地实现地面人员对无人机的控制。

1 平台总体构架设计

系统主要由软件部分和硬件部分组成，整体框图如图1所示。

2 硬件部分

硬件部分主要是地面与无线电台的连接电路、GPS与无线电台的连接电路两部分组成。

2.1 地面与无线电台连接部分的硬件设计

地面与无线电台连接部分是设计的重要组成部分，它将空中的定位数据经数传电台传给电脑，是地面数据能否准确的传输并进行显示的关键。地面与无线电台连接部分的硬件设计如图2所示。

2.2 GPS与无线电台连接部分的硬件设计

将GPS与数传模块相连，GPS定位数据通过数传模块经天线传给地面是数据数据传输的重要组成部分。GPS与无线电台连接部分的硬件设计如图3所示。

3 无人机地面站的软件设计

软件部分主要是无人机处于无人飞行时，GPS接收机不断地把GPS定位信息通过数传电台经天线再经串口传送到PC机中并进行显示。对串行口的操作一般可分为4个步骤。

（1）串口的初始化。

（2）接收ASCII码信息。

（3）将信息转化并传递给程序中的变量。

（4）关闭串行口。

本系统采用的是“$GPRMC”的定位数据。由于接收机不断地向主机发送各种数据帧，所以在处理时一般先通过对帧头的判断，实际上只对“$GPRMC”帧进行数据的提取处理。根据程序设计方案，画出主程序流程图如图4所示。由于GPS定位信息内容较少，因此多用RS232串口将定位信息（NEMA0183码）从GPS接收机传送到计算机中进行信息提取处理。MSComm控件不仅提供了功能完善的串口数据接受功能，而且它的事件驱动方式是一种功能强大的处理串行通信方式。下面是MSComm控件OnComm事件程序。

if（m_comm.GetCommEvent（）==2）//接收区中有数据

{m_input1=m_comm.GetInput（）；//读取数据

m_input2=m_input1；//将VARIANT 型变量转换为COleSafeArray型数据

length=m_input2.GetOneDimSize（）；//确定数据长度

CString s[1024]；

int j=0；

for（i=0；i

{m_input2.GetElement（&i，data+i）；

BYTE a=*（char*）（data+i）；

str.Format（"%c"，a）；

s[i]=str；}

同其他通信协议类似，根据帧结构可完成对各GPS定位信息的提取。运行结果如图5所示。

4 结论

该文以Windows操作系统为平台，开发了一个以VisualC++6.0為核心的无人机地面站，可实现无人机飞行的实时显示。通过整机联调验证了系统的可行性，能满足设计要求，达到设计的指标，无论在军事上还是在我们的日常生产中此系统都起着不可替代的作用。

参考文献

[1] 刘锐宁.Visual C++开发实战1200例[M].北京：清华大学出版社，2011.

[2] 谢础.航空航天技术概论[M].2版.北京：北京航空航天出版社，2008.

[3] 明日科技.Visual C++从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2012.