无人机地面遥控遥测系统研究

吴怀进

南京拓恒无人系统研究院有限公司 江苏南京 211100

前言：对于无人机而言，其在很多领域中都能够得到应用，其中军用领域是不能不提地，由于无人机能够对监视与作战的任务进行完成，同时对战场的情报进行收集，并准确的实施攻击，因此在零人员伤亡的战争理念下，无人机的用武之地较为广阔。不仅如此，在民用领域内，无人机也能够发挥自身的作用，其地面遥控遥测系统能够在公路巡视、水灾监视、气象探测等工作中发挥作用，还可以对一些突发事件进行处理，解放人力，保证人们的安全。据此，本文分析了无人机地面遥控遥测系统的相关问题，具备较强的现实意义。

1 无人机地面遥控遥测系统的结构

在对整体问题进行研究前，应该在一定程度上明确无人机地面遥控遥测系统的结构。无人机地面遥控遥测系统隶属于无人机总体系统当中，无人机总体系统包括五个重要的组成部分，首先为地面站系统，其次为有效载荷系统，再次为飞行器系统，再次为回收系统，最后为数据通信链路系统。在这五个组成部分中，地面遥控遥测系统独自涵盖两个部分，无论是地面站系统还是数据通信链路系统都包括在其中，由此可见无人机地面遥控遥测系统在无人机系统中的重要地位。正如前文所说，无人机地面遥控遥测系统的性能决定着无人机整体系统的性能，因此需要对无人机地面遥控遥测系统进行细致的分析[1]。

无人机地面遥控遥测系统能够在对遥测数据进行记录、显示的基础上根据需求对其进行回放，如此就能够通过相关设备对遥控指令进行发送，为地面操纵人员提供帮助，让他们监控设备工作状态，一旦出现了紧急情况，就可以合理的对问题进行解决，减少损失。传统无人机的遥控遥测链路与通用的航空遥控遥测通信链路存在相同的特点，但是由于无人机的类型较多，所以其涵盖的范围也较为广阔。如下图：

图1 无人机地面遥控遥测系统构成图

由图可以看出，无人机遥控遥测系统包含了从空到地的链路，同时还包含着从地到地的链路，甚至连一些卫星链路都涵盖在其中[2]。

2 无人机地面遥控遥测系统的设计与未来发展

2.1 软件系统界面设计

对于无人机地面遥控遥测系统而言，需要合理的对其进行设计。从软件系统界面的角度来看，地面操作人员想要有效的实施飞行控制就必须要通过无人机地面遥控遥测系统界面来完成，所以在设计时应保证系统界面的直观性，在无人机起飞之前，工作人员需要在地面站对相关的飞行航线进行规划，之后将航线完全的上传到无人机当中，当无人机能够根据预先的飞行状态进行飞行，就算达成了目标。在飞行过程中，应根据遥测数据来完成导航定位，保证能够在确定无人机位置的基础上，通过设备对其进行操控。在无人机完成了具体的飞行任务后，工作人员也需要对飞行回放进行观看，明确任务执行的效果，因此需要在无人机地面遥控遥测系统软件界面设计中保持严谨性。

2.2 系统调试模块设计

对于系统调试模块来说，其主要能够明确无人机与地面站的通信质量，所以需要结合实际情况不断改进系统调试模块，对航点信息进行发送，在系统前期阶段及起飞阶段中，也应完成故障检查的工作[3]。系统应对通信端口以及相关的波特率进行设计，在设置时需要以发送数据的方式为基础，明确定时时间的基本间隔，根据不同数据格式来清除缓冲区数据，及时清除缓冲区数据也有利于保证通信效果，所以应在设计过程中对这些问题进行注意。

2.3 航迹规划模块设计

对于航迹规划模块而言，其具有着丰富的功能，包含航线操作及航点管理等等，同时扩展功能也需要包括在其中。为了对绘制航线的信息进行显示，应在设计过程中对航点表进行建立，而在无人机完成了飞行任务之后，还需要对飞行航线信息进行保存，从而更加直观的对航线进行绘制与展示。

2.4 数据回放模块设计

整体的飞行过程离不开回放，数据回放功能模块的设计也具备一定难度，所以需要在设计过程中使数据回放功能模块具备基础功能，并在此基础上合理分类，实现航迹在现实中的静态回放和动态回放。在动态回放的过程中，需要通过设计实现启停控制等功能，另外在对航迹进行回放的过程中，还应对航迹中的航点经纬度信息进行体现，所以需要分别设置不同的区域，包括状态区与回放显示区等等。

2.5 未来的发展

从未来发展的角度来看，无人机虽然已经在多个领域中得到了较为广泛的应用，但是其无论是在技术方面还是在系统设计方面都还存在着较大的发展空间，作为无人机系统的重要组成部分，地面遥控遥测系统的持续设计也具有较强的现实意义，未来发展势必会向着通用化的方向不断对功能进行改善，所以应对遥控设备与型号完全连接的局面进行改变，将虚拟现实导航技术融入到无人机地面遥控遥测系统当中，也就是通过无人机的遥控遥测地面站对无人机的飞行状态进行接收，在接收了数据后，需要将其输入到虚拟现实导航界面中，从而对空中无人机的飞行状态进行真实模拟，另外还应通过地理信息系统来实现在地图中对航迹进行规划的具体行为。

3 结语

综上所述，地面遥控遥测系统的任务在于对无人机的飞行状态以及工作状态进行监测，在明确了数据的基础上，能够为无人机飞行任务的完成提供帮助，让他们监控设备工作状态，一旦出现了紧急情况，就可以合理的对问题进行解决，减少损失。在无人机起飞之前，工作人员需要在地面站对相关的飞行航线进行规划，之后将航线完全的上传到无人机当中，当无人机能够根据预先的飞行状态进行飞行，就算达成了目标。