小型无人机地面站电子地图子系统研究与设计

摘要

地面站是小型无人机飞控系统的重要组成部分,研究小型无人机地面站软件的实现方案、设计开发技术及关键技术问题的解决方法,对设计开发满足工程应用需求的小型无人机飞控系统有着重要意义。论文对小型无人机及其地面站相关技术与产品的国内外应用现状进行了分析研究,着重研究了小型无人机地面站软件中航迹、航点信息显示与处理的电子地图功能所涉及的关键技术问题与实现方案和方法。分析论述了采用256*256像素的瓦片式地图数据文件构成电子地图及其缩放、移动等功能的原理和实现过程。提出了一种填充算法在四叉树结构中计算查找关键瓦片、相邻瓦片和边界瓦片实现地图的多级缩放或移动,详细讨论了算法的设计思想和原理。设计实现的瓦片式电子地图中每块瓦片的尺寸为256*256像素,由1个关键瓦片和8个相邻瓦片构成任一缩放级别的地图,在512*512像素显示窗口内地图可多级缩放和移动,并可根据瓦片的像素数据与经纬度数据的关联关系显示描绘航迹,能够满足小型无人机地面站的功能需求。论文还介绍了利用VC++6.0、GDI类库包和MFCDAO的平台和工具设计开发小型无人机地面站软件部分核心功能模块的方法和过程,也对高度、空速和地速等其他飞行状态数据的处理与图形化显示以及航点航迹信息的数据结构、航点的设定、航迹数据的记录、航迹的实时及回放显示等问题做了分析论述。

目录

摘要

Abstract

第一章 引言

1.1 无人机与小型无人机

1.2 小型无人机地面站

1.3 研究工作目标与主要工作内容

1.4 论文的组织结构

第二章 电子地图与坐标转换

2.1 电子地图

2.1.1 电子地图的特点

2.1.2 电子地图的种类

2.2 地图投影概述

2.2.1 地图投影定义及分类

2.2.2 几种地图投影方式

2.2.3 墨卡托投影

2.3 电子地图上地理坐标

2.3.1 经纬度坐标转换为十进制

2.3.2 地理坐标到像素坐标转换

第三章 瓦片式电子地图设计与实现

3.1 GIS

3.2 双缓冲技术

3.3 MFC

3.4 瓦片地图

3.5 电子地图文件的构成方式

3.5.1 四叉树编码

3.5.2 电子地图文件

3.6 电子地图填充算法

3.6.1 屏幕坐标

3.6.2 关键瓦片计算

3.6.3 相邻瓦片查找与计算

3.6.4 判断边界瓦片

3.6.5 算法执行步骤

第四章 小型无人机地面站设计

4.1 小型无人机地面站

4.2 各功能模块的设计与实现

4.2.1 电子地图模块

4.2.2 飞行数据的图形化显示

第五章 飞行数据记录与后处理模块设计

5.1 航点和航迹设计

5.1.1 航点的数据结构

5.1.2 航点和航迹设计

5.2 后处理模块设计

5.2.1 后台数据库设计

第六章 结束语

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在读期间取得的科研成果