无人直升机地面站信息管理系统软件的设计与实现

摘要

无人直升机现已在多个领域内得到了广泛的应用,作为其配套的控制管理设备,地面站相关技术的研究也成为国内外无人机领域研究的一个要点,地面站的主要工作是管理无人直升机的飞行及任务相关信息。针对目前无人直升机及地面站种类繁多的情况,开发一种开放式结构的无人直升机通用型地面站的需求日益迫切。所以,设计制作一款分布式和模块化的无人直升机地面站信息管理系统软件具有一定的实际意义。
　　本文参考国内外现有的地面站及其相关技术的研究的资料,综合使用需求和技术条件,设计了系统的相应结构。依托HLA标准的RTI平台提供的服务,搭建一个分布式的开放系统架构,在这个架构之上,使用电子地图、虚拟仪表、视景合成等技术实现地理信息管理、实时姿态跟踪显示、航迹规划等功能。
　　首先,研究高层体系结构的相关的理论,包括其规则、接口规范、声明管理、对象管理等,以及联邦运行支撑框架的结构和使用。并在详细阐述了联邦开发和执行过程模型之后,对整个无人直升机地面站信息管理系统做了分析。划分了各个联邦成员,并对每个成员的功能实现和结构组成做了详细的设计。之后,根据设计所得的资料,进行了系统联邦的开发工作,包括系统联邦对象模型的开发、联邦成员本地RTI接口的开发。并结合本系统的使用需要,提出并采用了一种低代价的联邦成员迁移机制,增强了系统的动态特性;还应用了RTI外的联邦成员之间大量数据传输的方法,降低了RTI平台的通信负荷。
　　其后,使用对应技术,开发和完善系统的相应功能模块。
　　最后,进行了系统联邦协同运作和联邦成员模块的功能实现的测试,结果证明邦员之间可以完成交互动作,设计功能也能基本实现。基于HLA的软件体系结构能达到系统设计模块化的要求。

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第一章 绪 论

1.1 国内外研究背景及现状

1.2 研究内容及意义

1.3 论文章节结构

第二章 相关技术基础

2.1 HLA分布式技术

2.2 软件开发相关技术

2.3 本章小结

第三章 地面站信息管理软件系统总体设计

3.1设计方案说明

3.2系统需求分析

3.3整体设计

3.4 系统模块设计

3.5 本章小结

第四章 基于HLA的系统联邦的设计和开发

4.1 系统联邦成员设计

4.2 地面站信息管理系统的联邦开发

4.3 联邦功能实现

4.4 本章小结

第五章 无人直升机地面站信息管理系统软件功能模块的实现

5.1通信链路管理模块实现

5.2 系统调度功能模块实现

5.3 地理信息管理功能模块实现

5.4 航迹管理功能模块实现

5.5 状态数据显示功能模块实现

5.6 实时姿态显示功能模块实现

5.7 数据库管理功能模块实现

5.8 负载管理功能模块实现

5.9 本章小结

第六章 系统测试

6.1 系统工作测试

6.2 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 主要工作总结

7.2 未来工作展望

致谢

参考文献

附录