无人机行业应用典型项目教程课件：无人机地面站操作实务

无人机地面站操作实务任务一架设无人机地面站一、无人机地面站架设1.供电电源的选型电池包电源大功率发电式电源供电设备主要为地面站电脑、数传电台等用电设备供电，选择供电电源需要满足各类型用电设备的电压要求、功率要求、接口匹配、备份冗余。可以选用电池包或者便携式燃油发电机，上图为电池包电源、下图为燃油发电机。电源总接口做冗余，满足应急情况下更够快速更换电源。2.选择地面站架设场地架设地面站的场地主要满足视野开阔、地势平坦、周边无干扰源，同时具备一定的阴凉。如自然环境无法满足，也可以临时使用汽车等设备搭建临时工作场所。3.架设电台数传电台是无人机地面站的重要通信设备，其架设工作中主要包括电台与电脑的连接、天线的连接、电源的连接三部分。电台与电脑连接一般都是使用USB或者串口线，线材必须选用带屏蔽层的工业级线缆。电脑与电台两侧的接口均需稳固连接。3.架设电台馈线的连接，需要选用与天线匹配的馈线，不能随意增减长度，常见馈线转换口如图。3.架设电台天线的架设需要稳固，同时利用三脚架、长杆、车顶、房顶等增加天线的高度，避免遮挡，提升无线电信号质量。3.架设电台数传电台本体需要做好降温，可以选择遮阳或者安装散热设备解决。二、地面站与无人机进行

数据通联测试无人机数据链路是无人机系统的重要组成部分，是无人机与地面站联系的纽带。无人机数据链按照传输方向可以分为：上行链路和下行链路；上行链路主要完成地面站到无人机的遥控指令发送和接收。下行链路主要完成无人机到地面站的遥测数据(飞行状态)以及视频图像(使用图传电台实现)的发送和接收，并根据定位信息的传输利用上下行链路进行测距。1.数传电台选型无人机数传电台是无人机数据链的核心，是无人机飞控系统不可或缺的重要组成部分；无人机数传电台的正确选型是无人机项目成功的关键一环。衡量无人机数传电台是否健壮的几个特征：1）体积小、重量轻、功耗低。2）接线方便，便于使用。3）具有跳频扩频功能，抗干扰能力强：跳频组合越高，抗干扰能力越强，一般的设备能做到几十、几百个跳频组合，性能优异的设备能做到6万个跳频组合。4）具有存储转发功能。

5）具有数据加密功能：使用数据传输的可靠性提高，防止数据泄密。常见的加密方式有DES、AES等。

6）具有高速率：无人机数传电台属于窄带远距离传输的范畴，115200bps的数据速率即属于高速率。

7）具有高灵敏度、低功耗远距离、高速跳频扩频、时分双工\全双工：由于无人机采用电池供电，而且传输距离又远，所以要求设备的功耗低(即低发射功率)，接收灵敏度高(灵敏度越高传输距离越远)。一般是以多少误码率下的接收灵敏度衡量设备的接收性能，比如：–106dBm@10-6BER。

8）认证齐全：具有CE、FCC、ETSI等主流认证。2.数据链路测试在各项线缆连接正常及通电的情况下，在电脑地面站软件上选择当前数传电台使用的通讯口，设置地面端与天空端为一致的波特率，待无人机通电后，在地面站软件上点击连接，地面站如能正常显示无人机姿态变化、电压、高度、卫星数、经纬度、地速、空速等各项飞行数据，证明数据链路连接正常。地面站界面及视频叠加的OSD界面如图所示。执行起飞电子检查单执行起飞电子检查单地面站连接无人机后，应根据地面站配备的无人机起飞电子检查单流程完成各项功能测试，各飞控厂家的测试流程不尽相同，一般包括姿态测试、飞控测试、执行部件测试、航线测试、载荷设备测试、空速检查（固定翼）等项目。在测试过程中应严格按照厂家的要求进行逐项测试，在测试过程中注意区分上行链路和下行链路的数据，当全部测试均通过后，数据链路的测试及无人机起飞验证即完成。无人机起飞电子检查单的部分示例界面如图所示。各种天线各种天线各种天线各种天线一种无人机天线与脚架结合

的设计方案跟踪天线无人机地面站操作实务任务二一、多旋翼航线任务规划1.等边三角形航线航线规划要求：如图，于起飞点前规划一个等边三角形并循环执行5圈，三角形航线边长为40m，航点①相对地面高度为

25m，航点②相对地面高度为30m，航点③相对地面高度为

35m，水平速度为3m/s，垂直速度为1m/s，转弯方式为航点①定点转弯、航点②协调转弯，航点③停留时间5秒，航线①->②为ES方向，起飞点距离航点②10m，与①->②航线夹角为逆时针15度。实际飞行要求：在航点③后合适位置添加航点④，所有航线相对地面高度为30m。2.直角三角形航线航线规划要求：如图，起飞点距离航点②15m，与①->②航线夹角为顺时针30度。规划一个直角三角形并循环执行4圈，①②边长为30m，③①边长为40m，∠①为直角，航点①相对地面高度为25m，航点②相对地面高度为30m，航点③相对地面高度为35m，水平速度为3m/s，垂直速度为1m/s，转弯方式为航点①协调转弯，航点②停留时间5秒，航点③定点转弯，航线②->③为S方向。实际飞行要求：在航点②后合适位置添加1个航点，新航点相对地面高度为35m。循环圈数改为无限。3.六边形航线航线规划要求：如图，起飞点距离航点⑥12m，位于⑥航点S方向。规划一个正六边形并循环执行2圈，①②边长为30m，③①边长为35m，航点①②③相对地面高度为25m，航点④⑤⑥相对地面高度为30m，水平速度为2m/s，垂直速度为1m/s，转弯方式为航点①⑤协调转弯，航点②④停留时间2秒，航点③⑥定点转弯，航线②->③为EN方向。实际飞行要求：删除航点⑤，起飞点位置不变，航线②->③改为E方向。4.扫描航线航线规划要求：如图，起飞点距离航点①15m，位于①航点正N方向，经纬度：111.847715°、40°53′43.08″。规划一个扫描航线并执行1圈，航线长度为30m，间隔10m，航点①②③④相对地面高度为25m，航点⑤⑥相对地面高度为30m，其余航点高度35m。水平速度为3m/s，垂直速度为1m/s，转弯方式为所有航点定点转弯，航线①->②为WS方向。实际飞行要求：更改为封闭航线，循环执行5圈。5.五边内切航线航线规划要求：如图，起飞点距离航点⑤15m，位于⑤航点W偏N30°方向，经纬度：111°40′23.44″、40.809174°。规划一个五边内切航线并执行5圈，①②边及②③边的边长为30m，∠①=∠②为90°，∠④为120°，航点①②③相对地面高度为30m，航点④⑤相对地面高度为35m。水平速度为3m/s，垂直速度为1m/s，转弯方式为所有航点定点转弯，航线③->④为正W方向。实际飞行要求：水平速度更改为

2m/s，按照指令立即执行航点⑤，到⑤点后返航。6.梯形航线航线规划要求：如图，起飞点距离航线①->②中点南15m，经纬度：111°48′42.4404"、40°39.01′0.9″。规划一个梯形航线并循环执行5圈，①②边、②③边边长为20m，③④边边长为30m，∠②=∠③=90°，航线相对地面高度为30m。水平速度为3m/s，垂直速度为1m/s，转弯方式为所有航点定点转弯，航点③④停留时间5s，航线③->④为WS方向。实际飞行要求：修改航点④相对地面高度为40m，到航点④环绕5圈。7.四边交叉航线航线规划要求：如图，起飞点距离航点①南15m，航点①的经纬度：111°48.62′42″、40°39′1″。规划一个四边交叉航线并循环执行5圈，各边边长不小于20m，∠①=45°，①点相对地面高度为20m，②点相对地面高度为25m，③点相对地面高度为30m，④点相对地面高度为25m。水平速度为2m/s，垂直速度为1m/s，转弯方式为所有航点协调转弯，航线③->④为正N方向。实际飞行要求：修改航点④相对地面高度为40m，航线③->④轨迹为斜坡。8.圆形航线航线规划要求：如图，起飞点距离圆形航线中心点南30m，于起飞点前规划一个闭合圆形航线并循环执行无限圈，

航点数≥10个，直径为30m，航线相对地面高度为25m。水平速度为2m/s，垂直速度为1m/s，转弯方式为所有航点协调转弯，航点逆时针排序。实际飞行要求：将航点修改为顺时针排序。二、固定翼航线任务规划1.等距扫描航线航线规划要求：如图，起飞点距离航点①15m，位于①航点N偏E30°方向，经纬度：111.8576°、40°52′44.2″。规划一个扫描航线并执行1圈，航线长度为200m，航线间隔80m，航线相对地面高度为150m，转弯方式为协调转弯，航线①->②为EN方向。实际飞行要求：更改为封闭航线，循环执行5圈。2.八字交叉航线航线规划要求：如图，起飞点距离航点①15m，位于①航点N偏E30°方向，航点①经纬度：111.8265°、40.8314°。起飞点前规划一个闭合水平8字航线并循环执行，①②边、②③边、③④边、④⑤边、⑤⑥边、⑥⑦边、⑦⑧边边长均为200m，航线相对地面高度为150m，转弯方式为协调转弯，航线①->②为ES方向。实际飞行要求：航点逆序,飞行高度修改为180m。3.不等边扫描航线航线规划要求：如图，起飞点距离航点①15m，位于①航点N偏E30°方向，经纬度：111.8576°、40°52′44.2″。按图于起飞点前规划扫描航线，①②、③④、⑨⑩、⑪⑫航线长度为200m，⑤⑥、⑦⑧航线长度为120m，航线间隔为80m，航线相对地面高度为150m，转弯方式为协调转弯，航线⑤->⑥为WS方向。际飞行要求：删除航点④，合适的时机飞往航点⑩。4.四边缺角航线航线规划要求：如图，起飞点距离航点①15m，位于①航点N偏E30°方向，经纬度：111.8576°、40°52′44.2″。按图于起飞点前规划一个五边形并循环执行，①②边边长为150m，②③边边长为50m，③④边边长为90m，④⑤边边长为75m，⑤①边边长为100m，∠①=∠⑤=90°，航线相对地面高度为120m，转弯方式为协调转弯，航线④->⑤为WS方向。实际飞行要求：在航点③后增加一个航点，合适的时机飞往该航点。附加知识：一、方位东标识为E；南标识为S；西标识为W；北标识为N。如图所示。点①在点◯的北偏东30度（N偏E30°）点②在点◯的西南方向（WS方向）点③在点◯的南偏东60度（S偏E60°）方向角：指北或指南方向线与目标线所成的小于90°的水平角叫做方向角。航向角：正北0°（N）、东北45°（EN）、正东90°（E）、东南135°（ES）、正南180°（S）、西南225°（WS）、正西270°（W）、西北315°（WN），度数为顺时针增加，旋转一周360°。附加知识：二、转弯方式定点转弯：也称之为停止转弯，旋翼在悬停状态下转弯，会精确通过每个GNSS位置点，在每个位置点会减速、悬停，停留，停留的时间可以设置；协调转弯：飞行速度、油门基本不变，旋翼会偏离GNSS位置点，可能会在航线拐弯的外侧；自适应协调转弯：飞行速度、油门会随航线转弯而减速，旋翼会偏离GNSS位置点，但不会出现在航线拐弯的外侧。固定翼只使用协调转弯。附加知识：三、经纬度换算1.经纬度多种表示方法1）ddd.ddddd，“度.度”的十进制小数部分（5位）例如：31.12035°。2）ddd.mm.mmm，“度.分.分”的十进制小数部分（3位）例如

31°10.335′。3）ddd.mm.ss，“度.分.秒”例如

31°12′42″。2.经纬度坐标转换方