基于LabVIEW的小型无人机地面站系统
几大主流开源飞控平台优劣比较
首先明确我们的需求：
1）平台硬件，固件都比较成熟，开发环境易上手。
2）性能上强调平台抗风性，飞行稳定性。
3）由于植保机工作环境恶劣，硬件要求有宽广的工作温度范围，恶劣环境下的性能稳定。
4）能够实现作业点记忆，自主航迹规划。有硬件备份（双子星）。
5）
项目/平台名称
APM
px4/pixhawk
autopilot
PPZ
MWC
主控芯片AvrAtmega源自280/2560主控Stm32f427
故障保护协处理器stm32f107
Stm32f4
STM32f105RCT6
主要传感器
Atmega168/328.双轴陀螺，IMU（单轴陀螺，三轴加速度计.三轴磁力计模块）.气压计.AD芯片
内置两套陀螺（stmicro 16 bit）和加速度计（stmicro 14 bit）MEAS气压传感器，互为补充矫正；内接三轴磁场传感器并且可以外接一个三周磁场传感器；可外接一主一备两个GPS传感器，故障时可自动切换。
因此稳定性普遍不是很好，而且MWC的PID调节略显麻烦，抗震抗风性能不是很好.
采用算法
两级PID控制方式，第一级是导航级，第二级是控制级
168M运算频率，开放性好，先进的定高算法，两套陀螺和加速度计，护卫补充矫正，内置三轴磁场传感器，一主一副两个GPS传感器，可自动切换
官方硬件平台
APM2.5：
板载电子罗盘
APM2.6：
电子罗盘外置和GPS融合了
Px4
Pixhawk是px4的升级
CC、CC3D、ATOM、Revolution、Revolution nano等，衍生硬件包括Sparky、Quanton、REVOMINI等，甚至包含直接使用STM32开发板扩展而成的FlyingF3、FlyingF4、DescoveryF4
轻小型民用无人机系统运行管理暂行规定
中国民用航空局飞行标准司编号：AC-91-FS-2015-XX 咨询通告下发日期：2015年XX月XX日编制部门：FS目录1.目的 (3)2.适用范围及分类 (3)3.定义 (4)4.民用无人机机长的职责和权限 (7)5.民用无人机驾驶员 (8)6.民用无人机使用说明书 (8)7.禁止粗心或鲁莽的操作 (8)8.摄入酒精和药物的限制 (8)9.飞行前准备 (9)10.限制区域 (9)11.视距内运行（VLOS） (10)12.视距外运行（BVLOS） (10)13.民用无人机运行的仪表、设备和标识要求 (11)14.管理方式 (11)15.无人机云提供商须具备的条件 (13)16.植保无人机运行要求 (14)17.无人飞艇运行要求 (16)18.废止和生效 (16)1.目的近年来，民用无人机的生产和应用在国内外蓬勃发展，特别是低空、慢速、轻小型无人机数量快速增加,占到民用无人机的绝大多数。
为了规范轻小型民用无人机的运行，依据CCAR-91部，发布本咨询通告。
2.适用范围及分类本咨询通告适用于轻小型民用无人机运行管理。
其涵盖范围包括：2.1空机重量小于等于116千克、起飞全重小于150千克的无人机，且动能不大于95千焦，校正空速不超过100千米每小时；2.2植保类无人机；2.3充气体积在4600立方米以下的无人飞艇；2.4本咨询通告适用于除I类以外的所有轻小型无人机，某些特定条款中仅适用于特定类别无人机的内容将在条款中另行说明。
2.5 轻小型无人机运行管理分类：空机重量（千克）0-11-7 7-15 15-116 起飞全重（千克）0-1.5 1.5-15 15-25 25-150分类I II III IV 植保无人机V无人飞艇VI超视距运行I、II类无人机VII注①：当按照空机重量和起飞全重分类不同时，优先按空机重量分类。
注②：VII类无人机，不包括100米以内超视距运行。
注③：地方政府对于I、VII类无人机重量另有规定的，以地方政府的具体要求为准。
无人机地面站题库
无人机地面站题库一、无人机地面站的主要功能不包括以下哪一项？A. 无人机飞行路线的规划与监控B. 无人机机载设备的直接维修C. 实时数据传输与处理D. 任务载荷的控制与管理（答案：B）二、在无人机地面站中，用于显示无人机当前位置、飞行轨迹及周围空域信息的界面通常称为？A. 飞行数据监控界面B. 任务规划界面C. 地理信息系统界面D. 载荷管理界面（答案：C）三、无人机地面站与无人机之间的通信主要依赖哪种技术？A. 蓝牙B. WiFiC. 无线电数据链D. 卫星电话（答案：C）四、以下哪项不是无人机地面站进行飞行前检查的内容？A. 无人机电池电量B. 遥控器信号强度C. 天气条件与空域限制D. 无人机外观颜色（答案：D）五、在无人机地面站的任务规划模块中，以下哪项功能不是必需的？A. 设定飞行高度与速度B. 规划飞行航线与航点C. 选择无人机起飞地点D. 设定无人机机载相机拍摄参数（答案：C，注：起飞地点通常在飞行前已确定，不是任务规划中必需设定的内容，但根据具体情况可能有所不同）六、无人机地面站接收到无人机的遥测数据后，通常会进行哪项处理？A. 直接显示在屏幕上供操作员查看B. 加密后存储于本地数据库C. 先进行解码再显示与存储D. 仅用于实时飞行控制，不存储（答案：C）七、无人机地面站在执行自动起飞任务时，以下哪个步骤不是必须的？A. 确认无人机与地面站通信正常B. 检查无人机各系统状态良好C. 手动调整无人机至起飞姿态D. 在地面站中启动自动起飞程序（答案：C，注：在自动起飞程序中，无人机应能自动调整至起飞姿态）八、无人机地面站中，用于监控无人机飞行状态并发出控制指令的操作界面通常被称为？A. 飞行控制台B. 任务编辑器C. 数据分析平台D. 载荷监控界面（答案：A）。
地面站的使用实训报告
一、实训目的通过本次地面站使用实训，旨在让学生掌握地面站的基本操作流程，熟悉地面站的各项功能，提高学生在实际工作中运用地面站的能力。
同时，培养学生的团队协作精神，增强实践操作能力。
二、实训内容1. 地面站简介地面站是无人机飞行控制系统的重要组成部分，主要用于接收无人机发送的图像和数据，对无人机进行实时监控和操作。
本次实训主要针对地面站的基本操作进行讲解和练习。
2. 地面站硬件设备（1）地面站主机：负责接收无人机发送的图像和数据，进行实时监控和操作。
（2）显示器：显示无人机拍摄的画面和地面站软件界面。
（3）遥控器：用于控制无人机飞行。
（4）数据传输设备：负责将无人机与地面站之间的数据传输。
3. 地面站软件操作（1）软件安装与启动首先，在地面站主机上安装地面站软件，然后启动软件。
软件启动后，会出现地面站界面。
（2）连接无人机在地面站软件中，选择“设备”菜单，然后选择“连接无人机”，按照提示操作，将无人机与地面站连接。
（3）无人机参数设置在地面站软件中，选择“参数”菜单，对无人机参数进行设置，如飞行速度、高度、飞行模式等。
（4）实时监控在地面站软件中，选择“实时监控”选项，即可实时查看无人机拍摄的画面。
（5）操作无人机在地面站软件中，选择“操作”菜单，即可对无人机进行控制，如起飞、降落、悬停、飞行路径规划等。
4. 地面站实训项目（1）无人机起飞与降落让学生熟悉无人机起飞与降落的基本操作流程，掌握无人机起降过程中的注意事项。
（2）无人机悬停让学生掌握无人机悬停的基本操作，了解悬停过程中无人机姿态的调整。
（3）无人机飞行路径规划让学生学会使用地面站软件进行无人机飞行路径规划，提高无人机作业效率。
（4）无人机图像传输与存储让学生掌握无人机图像传输与存储的基本操作，学会查看和保存无人机拍摄的画面。
三、实训过程1. 实训前准备（1）确保地面站硬件设备齐全，功能正常。
（2）安装地面站软件，并进行必要的设置。
（3）了解无人机的基本性能和操作流程。
轻小型无人机多光谱遥感技术应用进展
摘要：随着现代化技术以及信息化手段的飞速发展，光谱传感技术得到了越来越多的重视，并且再加上各类分析软件与图像处理技术的成熟发展，无人机光谱软硬件的一体化程度以及精准度得到了极大提升，这也使其在林业、生态以及农业等多个领域得到了十分广泛的应用，由此可以看出，轻小型无人机多光谱遥感技术已经得到社会各界的重点关注。
因此，文章首先对轻小型无人机多光谱遥感系统的基本概述加以明确；其次，介绍了轻小型无人机多光谱信息获取以及数据处理；在此基础上，提出轻小型无人机多光谱遥感系统的实际应用。
关键词：轻小型无人机；多光谱遥感技术；应用进展引言多光谱遥感技术，其主要就是指采用两个以上波谱通道传感器来对地面上存在的各类物体展开同步成像的遥感技术，能够更好的将目标物体反射辐射来对各类电磁波信息进行划分，将其进一步分为多个波谱段来进行更加详细的记录接收，而能够实现多光谱遥感的传感器主要就是多光谱相机，仅仅只需要进行一次拍摄，就可以形成多样化的光谱影像。
而轻小型无人机遥感系统则属于低空遥感系统当中的关键组成部分，其具备着操作便捷、灵活性高以及成本较低等多种优势，这也使其在多个社会领域当中得到了应用。
一、轻小型无人机多光谱遥感系统的基本概述(一)无人机遥感系统在完整的轻小型无人机遥感系统当中，其主要囊括了微小型传感器、地面站系统、数据处理系统以及无人机平台等。
而其中的无人机平台，就是承载无人机本体的平台，其中涉及到了导航定位系统、传感器以及飞控等多种设备；微小型传感器则是安装在无人机平台当中，对各类遥感数据信息进行获取控制的装置，而其内部存在的控制装置，通常情况下会与飞控系统以及导航系统一同进行设计，这也使其拥有着记录拍照位置、触发控制传感器等多种功能；地面站系统，能够与飞控系统之间通过数据信息传输来展开通信，能够实现对于控制指令以及图像数据的实时交互与实时传输。
(二)无人机平台轻小型无人机的具体飞行平台，其具备着多样化的特征，存在着固定翼无人机、多旋翼无人机以及无人直升机等多种类型。
无人机管控软件系统设计
无人机管控软件系统设计*张亚锋1 冯玺2 左朝阳2 任建平1 邬奕澄11. 台州科技职业学院 浙江 台州 318020； 2. 西京学院 陕西 西安 710123摘 要 近年来，随着无人飞行器在各个领域的广泛应用，越来越多的人开始关注无人机的研究和应用。
为了满足无人机管控系统的需求，本文设计了一款基于WPF框架的PC端应用软件，其中，地面站软件具备实时显示无人机航线编辑、飞行状态监控等功能，并且能支持本地作业任务的加载和新建任务的发送。
同时，该软件还能够在无人机遇到危险情况时自动避障。
本文就该系统软件设计展开论述。
关键词 无人机地面管控系统；航线编辑；自动避障；UIUA V Control Software System DesignZhang Ya-feng1, Feng Xi2, Zuo Chao-yang2, Ren Jian-ping1, Wu Yi-cheng11. Taizhou V ocational College of Science and Technology, Taizhou 318020, Zhejiang Province, China;2. Xijing University, Xi’an 710123, Shaanxi Province, ChinaAbstract In recent years, with the wide application of UAV in various fields, an increasing number of people begin to focus on the research and application of UA V. In order to meet the needs of UA V control system, this paper designs a PC-terminal application software based on WPF framework, in which the ground station software has functions such as real-time displaying of UA V route editing and flight status monitoring, and can support the loading of local tasks and the sending of new tasks. At the same time, the software is also able to automatically avoid obstacles when the UA V encounters a dangerous situation. This paper discusses the design of this system software.Key words UA V ground control system; route editing; automatic obstacle avoidance; UI引言随着无人机系统的不断发展，无人机地面控制系统成为研究热点。
无人机地面站角度计算公式__解释说明以及概述
无人机地面站角度计算公式解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本文旨在介绍无人机地面站角度计算公式，并解释其应用和意义。
无人机在现代社会发挥着越来越重要的作用，但是为了实现更精确的飞行控制和导航，需要准确测量无人机与地面站之间的角度。
因此，我们将介绍一种可靠的角度计算公式，以满足这一需求。
1.2 文章结构文章分为五个部分：引言、正文、计算公式解释说明、无人机地面站角度计算公式的应用和结论。
在正文部分，我们将对无人机和地面站之间的关系进行详细介绍，并探讨为什么需要准确测量它们之间的角度。
接下来，在计算公式解释说明部分，我们将逐步解释该公式的构成和原理，并提供示例来帮助读者理解如何使用它。
然后，在无人机地面站角度计算公式的应用部分，我们将具体说明该计算公式如何在实践中得到有效运用，并针对一些常见场景进行案例分析。
最后，在结论中，我们将总结本文所涉及的主要观点，并强调无人机地面站角度计算公式的重要性和实用性。
1.3 目的本文的目的是向读者介绍无人机地面站角度计算公式，帮助他们理解如何精确测量无人机与地面站之间的角度。
通过详细解释该计算公式的构成和原理，并提供实际应用案例，我们希望能够使读者更好地理解该计算公式，并在实践中有效运用。
最终，我们期望读者能够准确测量无人机与地面站之间的角度，为无人机飞行控制和导航提供准确可靠的数据支持。
2. 正文：在无人机系统中，地面站角度计算是一项关键任务。
地面站角度指的是无人机与地面站之间的方向角度，用于确定无人机相对于地面站的朝向。
为了准确计算无人机地面站角度，我们需要考虑以下几个因素：1. 基本坐标系：首先，我们需要建立一个基本坐标系来描述地面站和无人机的位置关系。
通常情况下，我们可以选择以地面站为原点建立直角坐标系，其中X轴指向东方，Y轴指向北方，Z轴垂直于水平地面向上。
这样就可以方便地计算无人机相对于地面站的方向角度。
2. 传感器数据获取：为了accurate measure the attitude of the drone with respect to the ground station, we need to utilize different sensors such as accelerometer, gyroscope, magnetometer, and GPS (Global Positioning System). These sensors provide information about the inclination, angular velocity, magnetic field strength and position of the drone respectively.3. 数据处理方法：接下来，我们需要通过数据处理方法将传感器获取到的原始数据转换为可用的角度信息。
无人机的通信系统
抗干扰性：无人机通信系统具有较强的抗干扰能力，能够在复杂的环境中稳定传输数据。
未来无人机通信系统的趋势：采用高频段和高速率传输技术，实现更远距离和高速度的无人机通信。
单击此处添加标题
5G技术对无人机通信系统的推动作用：5G技术为无人机通信系统提供了更高的传输速度和更低的延迟，将促进无人机通信系统的发展和应用
新闻报道：无人机通信系统可以实时传输新闻素材，提高新闻报道的时效性和现场感，同时也可以进行空中拍摄，提供独特的视角和影像资料。
搜救失踪人员：无人机通信系统可以快速找到失踪人员，提高搜救效率。
紧急物资运输：在灾难发生后，无人机通信系统可以快速运输紧急物资，保障受灾群众的基本生活需求。
预警预报：无人机通信系统还可以实现灾区的预警预报，提前通知可能受灾的地区，减少灾害损失。
频谱分配和管理
通信距离和带宽
无线通信网络：实现远程控制和信息传输
直接序列扩频通信：抗干扰能力强，安全性高
图像数据压缩技术：降低传输数据量，提高传输效率
数字信号处理技术：提高信号质量和抗干扰能力
无人机通信系统的未来发展趋势
5G通信技术的应用
卫星通信系统的应用
激光通信技术的发展
无线电通信技术的发展
,a click to unlimited possibilities
CONTENTS
无人机通信系统的概述
无人机通信系统的技术原理
无人机通信系统的应用场景
无人机通信系统的挑战与解决方案
无人机通信系统的未来发展趋势
无人机通信系统的概述
无人机通信系统是指用于无人机与地面控制站之间的无线通信系统。
无人机系统原理
无人机系统原理
无人机系统是一种由无人机、遥控设备和地面站组成的飞行系统。
无人机通过遥控设备接收控制信号并执行任务，而地面站通过与无人机进行无线通信来获取飞行数据和控制指令。
无人机系统的原理可以分为以下几个方面：飞行控制、电力系统、通信系统和传感系统。
飞行控制是无人机系统的核心原理之一，主要由内置的飞行控制器和相关传感器组成。
飞行控制器负责接收来自遥控设备的指令，并通过调整无人机的动力系统来实现飞行。
同时，飞行控制器还通过内部的陀螺仪、加速度计和磁力计等传感器来感知无人机的姿态和环境信息，从而控制无人机的飞行状态。
电力系统是无人机系统的能量供应原理，通常采用电池作为能源供应。
电池会提供所需的电能，驱动无人机的电机运转，从而产生推力来支持无人机的飞行。
电力系统还包括电源管理器，负责监测和管理电池的电量，并向飞行控制器提供相应的电源。
通信系统是无人机系统的信息传输原理，主要用于无人机与地面站之间的数据交换。
通常采用无线电通信技术来实现无人机和地面站之间的实时通信。
无人机通过搭载无线电设备，将飞行数据和图像传输至地面站，地面站则通过无线电信号发送控制指令给无人机，实现远程控制。
传感系统是无人机系统的环境感知原理，通过搭载各种传感器来获取周围环境的信息。
常见的传感器包括摄像头、红外线传
感器、雷达等。
这些传感器可以实时获取无人机周围的地形、气候、目标等信息，为无人机的飞行提供环境感知和导航支持。
综上所述，无人机系统的原理主要包括飞行控制、电力系统、通信系统和传感系统。
这些原理相互配合，实现无人机的远程控制和飞行任务执行。
无人机地面控制站设计与应用
无人机地面控制站设计与应用李大健;贾伟;齐敏;田晓雄【摘要】UAV Ground Control Station (GCS) is designed to control the UAV flight, the data - link system and the payloads. The basic system theory and main function structure are introduced. Design principle based on basic function unit is presented to reach a modular and combinable system after detailed analysis of GCS function and features. In line of the design principle the GCS basic function units are extracted and then designed, whose software, hardware and interface are described in detail. Flight tests show that the realization meets the system specification and fulfils the GCS function and feature requirements.%为了实现无人机系统的飞行操纵、数据链管理和机载任务设备控制,设计了无人机地面控制站;文中介绍了系统基本工作原理和主要功能构成,并对无人机地面控制站的功能要求和技术指标进行了分析,提出了基于基本功能单元的设计准则,以实现系统软硬件的模块化、组合化设计;依据设计原则对地面站的基本功能进行了抽取和设计,并对基本功能单元中的软硬件内容和接口关系进行了详尽的描述;飞行实验表明该设计达到了系统技术指标要求,满足系统对地面控制站的功能性要求.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2011(019)006【总页数】4页(P1351-1353,1356)【关键词】无人机;地面控制站;网络【作者】李大健;贾伟;齐敏;田晓雄【作者单位】西北工业大学365所,陕西,西安,710065;西北工业大学365所,陕西,西安,710065;西北工业大学电子信息学院,陕西,西安,710072;西北工业大学365所,陕西,西安,710065【正文语种】中文【中图分类】TP319.90 引言无人机地面控制站 (G round Contro l Station，GCS)是无人机系统的重要组成部分[1-2]，其主要目的是完成无人机的飞行操纵、数据链管理、机载任务设备控制，同时以数字和图形形式提供飞机飞行状态、获取图像侦查信息，实现对全系统的监控。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第２４卷第２期
２０１４年２月
长春大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＡＮＧＣＨＵＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏｌ＿２４ Ｎｏ．２
Ｆｅｂ．２０１４
基于ＬａｂＶＩＥＷ的小型无人机地面站系统
张浩然，韩文波
（长春理工大学光电工程学院，长春１３００２２）
摘要：随着无人机系统的快速发展，无人机地面站作为整个系统的核心也在发生着日新月异的变革，ＬａｂＶＩＥＷ以
其图形化的编程作为本文的编程软件，可以让用户更直观的观察地面站的运行状态。本文从小型无人机地面站的
功能要求入手，对地面站系统进行总体设计，然后对基于ＬａｂＶＩＥＷ对软件总体结构和地面站主界面进行设计，在
此基础上对地面站航迹规划及传输、地图导航、无线链路进行阐述，并对此地面站系统进行在线测试，将所测数据
进行分析。
关键词：无人机；地面控制站；ＬａｂＶＩＥｗ
中图分类号：Ｖ３５１．３７ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９—３９０７（２０１４）０２—０１６８—０３
０ 引言
地面站是小型无人机系统的重要组成部分，主要功能是实时监控无人机的有飞行状态、飞行轨迹、有效
载荷、通讯链路等，针对一些故障及时警报并采取处理措施¨ 。ＬａｂＶＩＥＷ是图形化编程，非常直观，可以让
用户很好地观察到地面站的运行状态，具有很好的模拟仿真功能，因此本文选取ＬａｂＶＩＥＷ作为本文的编程
工具来实现地面站的典型功能。
１地面站系统的总体设计思路
为了更好对小型无人机地面站软件进行设计编程，必须从地面站的功能要求出发对地面站系统总体进
行设计，我们设计的地面站功能有：第一，地面站对无人机的姿态实时控制；第二，对地航迹进行实时的控制，
第三，对行器姿态、航线、传感器等数据进行实时监测；第四，通信链路要做到实时、可靠、高效，第五，在以上
前提下，做到数据的直观性。
根据以上的功能要求，我们采取网络拓扑和模块
化综合的设计理念 。我们将地面站根据其控制功
能、视景功能、导航功能、数据监控功能，将地面站分为
监控站、视景台、导航台、监控台，选用控制手柄同按键
相结合的操作方法。监控站与导航台之问选用ＴＣＰ／
ＩＰ正网络协议的千兆网络进行数据传输。我们采用
ＵＤＰ协议，将视景台、监控台与监控站相连。通过
ＲＳ２３２串口来时间地面站和无人的数据通讯。图２．１
给出了方案的设计结构图。
２软件设计
２．１软件总体结构
发送 ｆ盛瞄电
巨些 Ｕ
图１系统整体框图
出于模块化综合设计的理念，根据地面站不同的
功能，我们将地面站的不同功能分为不同模块，对不同模块进行驱动，并用回调函数将个功能整合在一起，这
样各模块之间相对的独立，实时性的同时，又方便添加和测试软件，模块分为异步定时器模块、数据结算模
块、串口数据接收模块、串口数据发送模块、显示模块、网络通讯模块、虚拟仪表软件模块、主题软件与虚拟仪
收稿日期：２０１３—１１—１２
作者简介：张浩然（１９８８一），男，吉林白城人，硕士研究生，主要从事精密测控技术与仪器方面的研究；韩文波（１９７０一），女，吉
林榆树人，副教授，硕士，主要从事数字图像信息的采集、分析和处理方面的研究。