小型无人机地面站软件设计与实现

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1、学校代码：10406分类号：TP311学号：120081102003南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）小型无人机地面站软件设计与实现硕士研究生：刘智腾导师：贾杰申请学位级别：硕士学科、专业：检测技术与自动化装置所在单位：信息工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：南昌航空大学DesignandImplementationforSmallUAVGroundStationSoftwareADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnNavigation，GuidanceandControlb

2、yLiuZhitengUndertheSupervisionofProf.JiaJieCollegeofInformationEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2015摘要随着科学技术的不断发展，无论是在军用方面还是民用方面，无人机技术都取得了长足的进步。作为整个无人机体系中最主要组成部分之一的地面控制站，对它所涉及到的关键原理和开发流程进行详细的研究，对于整个无人机体系的利用和推广来说，有着十分重要的意义。本文以无人机地面控制站总体框架的分析和设计为主要研究

3、内容，从地面控制站的研究现状和发展历程出发，分模块设计并实现了地面站的通讯数据链路、电子地图、虚拟仪表、数据储存及回放等重要功能。本次设计所采用的Qt开发平台，是基于C++语言的跨平台图形界面开发框架，具有运行速度快、兼容性高、美观性好等优点，能够高效的实现地面站所需的基本功能。地面控制站系统在Qt开发环境下利用第三方串行通讯类编程实现串口通信和通讯控制；利用Google瓦片地图通过JavaScript编程实现电子地图、航点实时显示和航迹标示功能；通过调用Qwt组件，编程实现了虚拟仪表，并利用SQLite嵌入式数据库和文本文档实现了对飞行

4、数据的储存以及回放。本次设计以Windows7操作平台作为软件开发平台，无人机地面控制站与通讯链路模块之间通过RS232串行接口实现无人机与地面控制站之间的通讯信息传输，无人机采集到的遥测数据通过已定义的串口通讯协议解析之后，飞行状态信息通过虚拟航空仪表进行显示，飞行轨迹信息通过电子地图进行显示。软件测试方面，考虑到无人机的价格比较昂贵，实际测试的成本比较高，因此设计了基于Qt的地面站测试软件，它能够使用自定义的无人机飞行数据对地面站进行测试。测试之后，使用无人机实际飞行收集到的遥测数据包对地面站的可行性进行验证。实验结果表明，本文所设计

5、的地面站各功能模块可以较好的满足地面站软件运行的基本要求。关键词：小型无人机，地面站，Qt，Google地图，SQLiteIAbstractWiththecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,bothintermsofmilitaryandcivilianaspects,UAVtechnologyhasmadegreatprogress.AsoneofthemostimportantpartofthewholesystemofUAVgroundstation,theuseoftheUAVs

6、ystemandpromotionwillhaveavitalsignificanceifweinvolvedinthekeyprincipleresearchanddevelopmentprocessofdetailedresearch.BasedontheanalysisanddesignofUAVgroundcontrolstationoverallframeworkasthemainresearchcontents,startingfromthegroundcontrolstationresearchsituationanddev

7、elopmentcourse,designedandimplementedthecommunicationdatalink,electronicmaps,virtualinstrument,datastorageandplaybackfunctionofthegroundstationsystem.ThisarticleusestheQtdevelopmentplatformwhichisbasedonthecross-platformC++GUIframework,withfast,highcompatibility,aesthetic

8、sinterfaceforitsadvantage,canefficientlyrealizethebasicfunctionofthegroundstation.Groundstations