空中中继通信系统地面控制站的设计与实现

发布时间：2017-06-02 09:17

  本文关键词：空中中继通信系统地面控制站的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本课题旨在研究发生自然灾害或战争等不可抗拒事件时,针对发生的通信网中断,基站损毁且无法快速恢复的情况下,如何快速建立一套安全、稳定的通信网络,以满足灾区或战区的通信指挥要求。目前国内外无人机技术已经发展的比较成熟,因此采用无人机作为空中平台搭载中继通信设备,利用无人机的机动性在空中快速建立通信网络已成为解决这一问题的主要研究方向。本文首先介绍了国内外空中中继平台的发展现状及无人机地面控制站的发展情况,提出了本课题的系统总体方案。本系统网络包括空空中继网络和空地通信网络。空空通信网络由无人机搭载跳频通信基站实现,采用类Link16数据链,有效通信范围可达200千米,空地通信网采用Link11数据链,有效通信高度可达30米。系统选用无人机作为中继通信网络的升空平台,包括遥控设备、地面站软件和通信链路,其中通信链路采用本课题自主研发的中继通信网络,遥控设备采用法拓士专业飞行摇杆,地面站软件在开源MP软件的基础上自主开发了适于本系统的功能。 本文深入分析了基于MAVLink协议的无人机编队控制方案,就无人机编队的区域部署、可持续性组网方案和编队的航迹规划进行深入研究,提出适合本系统的无人机编队区域部署方案和编队控制方法。在地面站软件分析设计阶段,利用UML建模工具对MissionPlanner地面站软件的主要功能模块进行了逆向工程分析,梳理出MP工具实现的具体业务流程,然后对飞行编队的编队设置、部署和控制进行定制化开发,并将开发成果予以展示说明。最后,基于本课题的研究成果,提出未来的改进及优化方向,以期供同行参考。
【关键词】：中继通信 无人机 编队控制 MAVLink UML 地面站开发
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925;V279
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1. 研究背景介绍8-9
• 1.2. 空中中继通信地面站系统介绍9-11
• 1.2.1. 地面站及其功能9-11
• 1.2.2. 地面站系统国内外发展现状11
• 1.3. 课题研究内容和论文安排11-14
• 第二章 空中中继通信系统总体方案设计14-20
• 2.1. 总体设计方案和主要性能指标14-15
• 2.2. 中继通信网设计方案15-16
• 2.3. 无人机系统设计方案16-20
• 第三章 无人机编队控制关键技术分析20-34
• 3.1. MAVLink协议体系20-24
• 3.1.1. MAVLink协议通讯流程22-24
• 3.2. 无人机编队控制24-28
• 3.2.1. 编队集结问题26
• 3.2.2. 队形保持问题26-27
• 3.2.3. 编队重构问题27-28
• 3.3. 可持续性组网方案28-29
• 3.4. 飞行编队部署与航迹规划29-34
• 3.4.1. 区域分割方法30-31
• 3.4.2. 无人机航迹规划31-34
• 第四章 地面站软件设计与实现34-52
• 4.1. MissionPlanner软件架构和业务流程分析35-46
• 4.1.1. UML工具35-37
• 4.1.2. MAVLink接口UML建模分析37-41
• 4.1.3. 通道接口和PC端实现类UML分析41-42
• 4.1.4. 界面切换控制类UML分析42-44
• 4.1.5. 编队控制类UML分析44-46
• 4.2. 地面站软件需求分析和方案设46-48
• 4.2.1. 软件需求分析46-47
• 4.2.2. 软件方案设计47-48
• 4.3. 地面站软件设计结果演示48-52
• 4.3.1. 界面设计49-52
• 第五章 总结与展望52-54
• 5.1. 论文总结52-53
• 5.2. 对未来的展望53-54
• 参考文献54-56
• 致谢56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：414770