无人驾驶飞机地面测控系统的设计方法技术方案

本发明专利技术提供了一种无人驾驶飞机用地面站测控系统设计方法，所要解决的技术问题是：在以往的无人驾驶飞机使用中，地面站测控系统只是对数传电台传输的数据进行解算，然后在一张栅格地图或者图片格式经过简单定位的地图上绘制轨迹，由一个基于对话框的视图上显示出来，只作为一个简单的辅助工具。本发明专利技术的要点是：地面测控系统由视图框架建立部分、数据接收和保存及发送部分、数据解算及组帧部分、地图操作部分、参数仪表部分、数据回放六个部分组成。本发明专利技术可克服目前长航时无人驾驶飞机飞行距离远、飞行范围广地图显示不清晰和参考定位精度不高的缺陷，同时可实现数据的事后回放分析，数据的上传更改航路点。

Design method of ground control system for unmanned aerial vehicle

The present invention provides an unmanned aircraft control system for ground station design method, which is to solve the technical problems in the past: unmanned aircraft, ground station control system is a digital radio data transmission is solved, and then in a raster map or picture format through simple positioning on the map draw the trajectory by a display dialog box based on the view, just as a simple tool. The invention is characterized in that: the ground control system consists of a view frame building part, and save the data receiving and transmitting part, data processing and framing part, map operation part, parameter instrument part, data playback of six parts. The invention can overcome the current long endurance unmanned aircraft flight distance, flight range map display defects is not clear and the reference positioning accuracy is not high, and can achieve playback data analysis, data upload change routes.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人驾驶飞机系统中的地面站测控系统的设计方法，具体说 它是一种单文档对应双视图，使用全国数字地图的无人驾驶飞机地面测控系 统的设计方法。技术背景在以往的无人驾驶飞机使用中，地面站测控系统只是对数传电台传输的 数据进行解算，然后在一张栅格地图或者图片格式经过简单定位的地图上绘 制轨迹，由一个基于对话框的视图上显示出来，在人机界面的友好性、地图 显示范围和参考精度有很大限制，只作为一个简单的辅助工具。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种无人驾驶飞机用地面 站测控系统设计方法。本专利技术的目的是这样实现的地面测控系统由视图框架建立部分、数据 接收和保存及发送部分、数据解算及组帧部分、地图操作部分、参数仪表部 分、数据回放六个部分组成。视图框架建立上实现双视图的建立，利用编译环境创建一个基于多文档 界面的应用程序，然后创建自己的文档模版实现双视图功能，同时将两个视 图对应的文档类改为同--个文档类，这样在框架建立上就实现了单文档对应 双视图。接下来需要在主程序框架上创建两个视图的指针变量，在文档类有 新的数据更新时通过主框架句柄获取双视图的指针变量，进行两个视图的数 据更新。这样就实现了地面测控系统的双视图界面。所建立的两个视图中， 一个视图用来加载全国数字地图及相关的操作，另一个视图用来加载仪表控 件。数据接收和发送部分负责对串行口的操作。数据解算及组帧部分将接收 到的数据按照数据协议进行解算，获取无人驾驶飞机的各项参数，并保存在 文档类相关变量中，以提供给视图进行视图显示和更新，组帧是将需要上传 给无人驾驶飞机的数据按照发送协议进行打包，成为数据传输系统及控制系 统可以识别的代码。地图操作部分包含了地图加载、轨迹绘制、地图工具使用等的设计。地图加载使用了 MapX控件来进行加载，并在第一视图类中定义相关变量实现对 地图句柄的获取。轨迹绘制在第一视图类接收到文档类的经纬度数据后将经 纬度对应到全国数字地图库i:，保证了在全国范围内的飞行均不需要更换地图，并且有很高的参考精度。实现轨迹绘制需要以下几步，首先由文档类变 量中获取经纬度数据，再由第一视图实现经纬度和像素点对应计算，调用多 义线绘制函数在地图上绘制飞行轨迹。地图工具用来实现数字地图的縮放平 移等操作，可根据需要进行飞行轨迹的局部放大或者察看整个飞行轨迹。设计中相关的地图操作函数使闬了 M即X控件，简化了设计，加快了设计速度。参数仪表部分实现无人驾驶飞机参数的全仪表化显示，在参数比较多的 情况下，直观的仪表盘显示有助于观察，这些仪表化显示均使用了控件实现 的方法，主程序只需要对控件接口函数进行操作就可实现控件的显示和数据 的更新。数据回放部分将实时任务保存的数据进行处理，再现飞行过程，便于飞 行试验分析和总结。在实时任务中地面测控系统保存了无人驾驶飞机返回的 所有数据，数据回放首先提供界面选择所要回放的数据，然后按照数据保存 时的协议进行各项参数的获取，并加以定时器控制来调整数据回放的速度。本专利技术与现有技术方案相比，它给用户一个友好的人机界面，使用全国 数字地图作为无人驾驶飞机轨迹和无人驾驶飞机位置参照底图，提高对无人 驾驶飞机的地图显示范围和参考精度。它可克服目前长航时无人驾驶飞机飞行距离远、飞行范围广地图昆示不清晰和参考定位精度不高的缺陷，同时可实现数据的事后回放分析，数据的上传更改航路点。附图说明下面结合附图进 一 歩说明本专利技术。图1是双视图界面中的采用M邻X控件实现对地图的所有操作的示意图。 图2是双视图界面中的采用仪表化控件实现无人机参数显示示意图。具体实施方式--种长航时无人机地面测控系统运用上述设计方法，实现了对无人机飞 行时间15小时，飞行距离160()km的全程测控。地面测控系统采用双视图界 面，双视图界面如图l、图2所示，第一视图采用MapX控件实现对地图的所 有操作，第二视图采用仪表化控件实现无人机参数的直观化显示。地面测控 系统包含了技术方案中提到的六个部分，视图框架部分建立了图l、图2两 个视图。数据解算及组帧部分在此地面测控系统中除了本身数据的组帧协议 外还要负责从北斗协议中提取数据或将数据二次打包成针对北斗协议的数据 格式，因为此长航时无人机运用"北斗一号"系统作为数据传输链路，可实 现全国及周边国家和地区的数据传输和航路点地更改。数据接收和保存及发 送部分负责对RS232串口进行数据的读写，实现与数据链路的连接，数据保 存上没有将接收到的数据直接保存，而是将解算过的数据进行了保存，这样 做的目的是为了地面分析数据的直观和方便。地图操作部分再将经纬度对应 到全国l: IO万数字地图库工，保证了在全国范围内的飞行均不需要更换地 图，并且有很高的参考精度，地图操作部分首先由文档类变量中获取经纬度 数据，再由第一视图实现经纬度和像素点对应计算后调用绘图函数在地图上 显示出来，并实时在当前无人机点绘制无人机图标。另外，地图操作部分还 可在飞行前标定预设航路点和轨迹，便于与实际飞行航迹进行比较。数据回 放部分将保存下来的无人机飞行参数在事后的分析中再现出来，同时为了分 析方便，增加了对回放速度的选择控制。权利要求1、一种无人驾驶飞机用地面站测控系统设计方法，其特征是地面测控系统由视图框架建立部分、数据接收和保存及发送部分、数据解算及组帧部分、地图操作部分、参数仪表部分、数据回放六个部分组成；1.1视图框架建立上实现双视图的建立，利用编译环境创建一个基于多文档界面的应用程序，然后创建自己的文档模版实现双视图功能，同时将两个视图对应的文档类改为同一个文档类；在主程序框架上创建两个视图的指针变量，在文档类有新的数据更新时通过主框架句柄获取双视图的指针变量，进行两个视图的数据更新，所建立的两个视图中，一个视图用来加载全国数字地图及相关的操作，另一个视图用来加载仪表控件；1.2数据接收和发送部分负责对串行口的操作，数据解算及组帧部分将接收到的数据按照数据协议进行解算，获取无人驾驶飞机的各项参数，并保存在文档类相关变量中，以提供给视图进行视图显示和更新，组帧是将需要上传给无人驾驶飞机的数据按照发送协议进行打包，成为数据传输系统及控制系统可以识别的代码；1.3地图操作部分包含了地图加载、轨迹绘制、地图工具使用等的设计，地图加载使用了MapX控件来进行加载，并在第一视图类中定义相关变量实现对地图句柄的获取，轨迹绘制在第一视图类接收到文档类的经纬度数据后将经纬度对应到全国数字地图库上，实现轨迹绘制需要一下几步，首先由文档类变量中获取经纬度数据，再由第一视图实现经纬度和像素点对应计算，调用多义线绘制函数在地图上绘制飞行轨迹，地图工具用来实现数字地图的缩放平移等操作，可根据需要进行飞行轨迹的局部放大或者察看整个飞行轨迹；1.4参数仪表部分实现无人驾驶飞机参数的全仪表化显示，在参数比较多的情况下，直观的仪表盘显示有助于观察，这些仪表化显示均使用了控件实现的方法，主程序只需要对控件接口函数进行操作就可实现控件的显示和数据的更新；1.5数据回放部分将实时任务保存的数据进行处理，再现飞行过程，便于飞行试验分析和总结，在实时任务中地面测控系统保存了无人驾驶飞机返回的所有数据，数据回放首先提供界面选择所要回放的数据，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人驾驶飞机用地面站测控系统设计方法，其特征是：地面测控系统由视图框架建立部分、数据接收和保存及发送部分、数据解算及组帧部分、地图操作部分、参数仪表部分、数据回放六个部分组成；１．１视图框架建立上实现双视图的建立，利用编译环境创 建一个基于多文档界面的应用程序，然后创建自己的文档模版实现双视图功能，同时将两个视图对应的文档类改为同一个文档类；在主程序框架上创建两个视图的指针变量，在文档类有新的数据更新时通过主框架句柄获取双视图的指针变量，进行两个视图的数据更新，所建立的两个视图中，一个视图用来加载全国数字地图及相关的操作，另一个视图用来加载仪表控件；１．２数据接收和发送部分负责对串行口的操作，数据解算及组帧部分将接收到的数据按照数据协议进行解算，获取无人驾驶飞机的各项参数，并保存在文档类相关变 量中，以提供给视图进行视图显示和更新，组帧是将需要上传给无人驾驶飞机的数据按照发送协议进行打包，成为数据传输系统及控制系统可以识别的代码；１．３地图操作部分包含了地图加载、轨迹绘制、地图工具使用等的设计，地图加载使用了ＭａｐＸ控件来 进行加载，并在第一视图类中定义相关变量实现对地图句柄的获取，轨迹绘制在第一视图类接收到文档类的经纬度数据后将经纬度对应到全国数字地图库上，实现轨迹绘制需要一下几步，首先由文档类变量中获取经纬度数据，再由第一视图实现经纬度和像素点对应计算，调用多义线绘制函数在地图上绘制飞行轨迹，地图工具用来实现数字地图的缩放平移等操作，可根据需要进行飞行轨迹的局部放大或者察看整个飞行轨迹；１．４参数仪表部分实现无人驾驶飞机参数的全仪表化显示，在参数比较多的情况下，直观的仪表盘显示有助于 观察，这些仪表化显示均使用了控件实现的方法，主程序只需要对控件接口函数进行操作就可实现控件的显示和数据的更新；１．５数据回放部分将实时任务保存的数据进行处理，再现飞行过程，便于飞行试验分析和总结，在实时任务中地面测控系统保存了无人驾 驶飞机返回的所有数据，数据回放首先提供界面选择所要回放的数据，然后按照数据保存时的协议进行各项参数的获取，并加以定时器控制来调整数据回放的速度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：符文忠，段亚杰，陈昌龙，
申请(专利权)人：沈阳航天新光集团有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]