一种太阳能无人机飞行参数与仿真数据对比系统技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能无人机飞行参数与仿真数据对比系统，包括：数据采集传输模块

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能无人机飞行参数与仿真数据对比系统


[0001]本专利技术涉及太阳能无人机，适用于太阳能无人机飞行过程中的关键数据监控对比与验证
。

技术介绍

[0002]太阳能无人机具有机翼面积大
、
大展弦比但结构刚度低的特点，使得太阳能无人机运行和常规飞机或一般无人机有较大差异：首先，太阳能无人机由于翼展较大，而太阳能提供动力有限，为有效降低无人机重量，结构设计中常采用复合材料，机翼在重力载荷或气动载荷的作用下，结构变形较大，受气流的影响，对飞机的迎角
、
地速
、
爬升率等参数有较为明显的扰动
。
因此太阳能无人机飞行速度慢，易受风场干扰的特点
。
在实际飞行过程中，尤其是在风速
、
风向变化的复杂风场环境中，飞行员或观察员需频繁观察飞机的高度
、
爬升率及经纬度等信息
。
[0003]为保证飞机飞行安全及飞行任务管理，需要对飞机的经度
、
纬度
、
高度
、
相对机场位置
、
爬升率
、
爬升角
、
爬升速度等信息进行实时监控
。
目前，太阳能无人机多采用遥控飞行及蜂窝无线数据传输数据，用于不同单机间传输遥测信号和遥控指令，不能满足长航时太阳能无人机使用需要
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种太阳能无人机飞行参数与仿真数据对比系统，将无人机实时数据与仿真预测无人机数据绘图对比，为太阳能飞机长航时飞行提供必要保障
。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：
[0006]一种太阳能无人机飞行参数与仿真数据对比系统，包括：数据采集传输模块
、
链路终端
、
地面数据终端
、
数据显示终端
、
无人机地面控制站；
[0007]数据采集传输模块采集无人机关键数据信息，通过预定通信协议进行遥测帧组帧并经链路终端下传至地面数据终端，进而提供给无人机地面控制站；无人机地面控制站经过数据校验和检测将视距链路传输的遥测帧信息通过
UDP
组播传输至数据显示终端；数据显示终端将
UDP
数据帧解析出无人机飞行信息，通过绘制曲线图与仿真结果文件进行比对
。
[0008]进一步的，数据采集传输模块包括位于无人机的飞控计算机
、
惯性卫星导航系统
、
空速管以及
GPS
模块
。
[0009]进一步的，所述数据采集传输模块采集无人机关键数据信息，具体为：飞控计算机采集惯性卫星导航系统
、
空速管
、GPS
模块的经度
、
纬度
、
高度
、
相对机场位置
、
爬升率
、
爬升角
、
爬升速度数据
。
[0010]进一步的，所述预定通信协议，具体为：飞控遥测数据采用固定帧长
、
多帧的方式发送，帧长度为
80
个字节，不同类型的数据帧通过识别符标识和识别
。
[0011]进一步的，飞控遥测数据帧结构定义为：
[0012]帧头：占用2个字节，内容固定为
0xEE、0x86
，标识一帧数据的开始；
[0013]帧长度：占用1个字节，内容固定为
80
，表示一帧数据长度；
[0014]帧识别符：占用1个字节，用于识别数据帧的类型；
[0015]保留：占用2个字节，协议扩展的保留空间，具体根据协议而定；
[0016]遥测数据内容：占用
72
个字节，需结合帧识别符解读；
[0017]帧计数器：占用1个字节，从0开始，每发送一次该帧数据，计数器加1，超过
255
后翻转从0重新开始计数；该值用于判断帧连续性；
[0018]帧校验和：占用1字节，用以检验一帧数据传输是否正确；校验有效的算法为奇校验；
[0019]对于多字节传输的数据，按高字节在前低字节在后的顺序传输；
[0020]遥测数据总更新频率为
50Hz。
[0021]进一步的，采用视距链路的方式对太阳能无人机的飞行数据进行监控
。
[0022]进一步的，
UDP
组播通过设置不同的地址和端口号实现程序在多个主机上同时工作
。
[0023]进一步的，数据显示终端采用
Qt
框架中设计
Tab
界面切换将无人机的经纬度
、
高度
、
相对机场位置
、
爬升率
、
爬升角与任务仿真数据绘制在一起
。
[0024]进一步的，数据显示终端对读取的
UDP
数据进行存储的同时，将其与仿真文本数据同时显示在相应的界面上，并加入
QMouseEvent
事件槽函数使得界面可以通过鼠标拖动及缩放，通过设置线条的可见属性，点击图例中线条选择线条显示与否
。
[0025]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0026](1)
本专利技术采用视距链路的方式进行遥测数据传输并对太阳能无人机的飞行进行监控，视距链路的方式监控可靠性高
、
作用距离远
、
数据延时低
。
[0027](2)
本专利技术可实现无人机关键数据的实时传输，
UDP
组播的方式实现对关键遥测数据的传输，蕴含信息量大
、
实时性好
、
可多终端接收
。
[0028](3)
本专利技术通过采用
Qt
框架中设计
Tab
界面切换将飞机的多个关键信息与任务仿真数据绘制在一起，具有人机交互良好
、
便于切换的特点
。
[0029](4)
本专利技术将飞机实时数据与仿真文本数据同时显示在相应的界面上，并加入
QMouseEvent
等事件槽函数使得界面可以通过鼠标拖动及缩放，通过设置线条的可见属性，点击图例中线条可选择线条显示与否，图像可以移动放缩
、
图像显示可选不同任务下易于调整
。
附图说明
[0030]图1为本专利技术
UDP
客户端与服务器交互时序；
[0031]图2为本专利技术数据显示终端软件界面；
[0032]图3为本专利技术数据显示缩放点选示意图；
[0033]图4为本专利技术
Tab
切换示意图1；
[0034]图5为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种太阳能无人机飞行参数与仿真数据对比系统，其特征在于包括：数据采集传输模块
、
链路终端
、
地面数据终端
、
数据显示终端
、
无人机地面控制站；数据采集传输模块采集无人机关键数据信息，通过预定通信协议进行遥测帧组帧并经链路终端下传至地面数据终端，进而提供给无人机地面控制站；无人机地面控制站经过数据校验和检测将视距链路传输的遥测帧信息通过
UDP
组播传输至数据显示终端；数据显示终端将
UDP
数据帧解析出无人机飞行信息，通过绘制曲线图与仿真结果文件进行比对
。2.
根据权利要求1所述的一种太阳能无人机飞行参数与仿真数据对比系统，其特征在于：数据采集传输模块包括位于无人机的飞控计算机
、
惯性卫星导航系统
、
空速管以及
GPS
模块
。3.
根据权利要求2所述的一种太阳能无人机飞行参数与仿真数据对比系统，其特征在于：所述数据采集传输模块采集无人机关键数据信息，具体为：飞控计算机采集惯性卫星导航系统
、
空速管
、GPS
模块的经度
、
纬度
、
高度
、
相对机场位置
、
爬升率
、
爬升角
、
爬升速度数据
。4.
根据权利要求1所述的一种太阳能无人机飞行参数与仿真数据对比系统，其特征在于：所述预定通信协议，具体为：飞控遥测数据采用固定帧长
、
多帧的方式发送，帧长度为
80
个字节，不同类型的数据帧通过识别符标识和识别
。5.
根据权利要求4所述的一种太阳能无人机飞行参数与仿真数据对比系统，其特征在于：飞控遥测数据帧结构定义为：帧头：...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨奇珂，朱良勇，郭有光，杨捷，朱煜坤，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：