地面站的典型功能
GCS 也稱為“任務規(guī)劃與控制站”。任務規(guī)劃主要是指在飛行過程中無人機的飛行航跡受到任務規(guī)劃的影響; 控制是指在飛行過程中對整個無人機系統(tǒng)的各個系統(tǒng)進行控制, 按照操作者的要求執(zhí)行相應的動作。地面站系統(tǒng)應具有以下幾個典型的功能:
(1) 飛行器的姿態(tài)控制。在各機載傳感器獲得相應的飛行器飛行狀態(tài)信息后,通過數(shù)據(jù)鏈路將這些數(shù)據(jù)以預定義的格式傳輸?shù)降孛嬲尽?在地面站由 GCS 計算機處理這些信息, 根據(jù)控制律解算出控制要求, 形成控制指令和控制參數(shù),再通過數(shù)據(jù)鏈路將控制指令和控制參數(shù)傳輸?shù)綗o人機上的飛控計算機,通過后者實現(xiàn)對飛行器的操控。
(2) 有效載荷數(shù)據(jù)的顯示和有效載荷的控制。有效載荷是無人機任務的執(zhí)行單元。地面控制站根據(jù)任務要求實現(xiàn)對有效載荷的控制, 并通過對有效載荷狀態(tài)的顯示來實現(xiàn)對任務執(zhí)行情況的監(jiān)管。
(3) 任務規(guī)劃、飛行器位置監(jiān)控、 及航線的地圖顯示。 任務規(guī)劃主要包括處理戰(zhàn)術(shù)信息、研究任務區(qū)域地圖、 標定飛行路線及向操作員提供規(guī)劃數(shù)據(jù)等。飛行器位置監(jiān)控及航線的地圖顯示部分主要便于操作人員實時地監(jiān)控飛行器和航跡的狀態(tài)。
(4) 導航和目標定位。無人機在執(zhí)行任務過程中通過無線數(shù)據(jù)鏈路與地面控制站之間保持著聯(lián)系。 在遇到特殊情況時, 需要地面控制站對其實現(xiàn)導航控制,使飛機按照安全的路線飛行。隨著空間技術(shù)的發(fā)展, 傳統(tǒng)的慣性導航結(jié)合先進的 GPS 導航技術(shù)成為了無人機系
統(tǒng)導航的主流導航技術(shù)。 目標定位是指飛行器發(fā)送給地面的方位角,高度及距離數(shù)據(jù)需要附加時間標注,以便這些量可與正確的飛行器瞬時位置數(shù)據(jù)相結(jié)合來實現(xiàn)目標位置的最精確計算。為了精確確定目標的位置,必須通過導航技術(shù)掌握飛行器的位置,同時還要確定飛行器至目標的短矢量的角度和距離,因此目標定位技術(shù)和飛行器導航技術(shù)之間有著非常緊密的聯(lián)系。
(5) 與其他子系統(tǒng)的通信鏈路。該通信鏈路 用于指揮、控制和分發(fā)無人機收集的信息。隨著計 算機和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)行的通信鏈路主要借助 局域網(wǎng)來進行數(shù)據(jù)的共享,這樣與其他組織的通訊 不單純的是在任務結(jié)束以后,更重要的是在任務執(zhí) 行期間,通過相關專業(yè)的人員對共享數(shù)據(jù)進行多層 次的分析,及時地提出反饋意見,再由現(xiàn)場指揮人 員根據(jù)這些意見,對預先規(guī)劃的任務立即做出修 改,從而能充分利用很多資源, 從戰(zhàn)場全局對完成 任務提供有力的支持和合理的建議,使得地面站當 前的工作更加有效。
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