固定翼飞控及地面站使用说明

固定翼飞控及地面站使用说明目录1 飞控使用说明飞控盒尺寸：114mm×76mm×46mm ；图3 飞控盒外观图飞控盒连接说明图4 飞控外接连线安装方式：第一种：正向安装，飞控盒有线出来的方向为机尾方向，相反方向为机头方向；第二种：侧向安装，飞控盒有线出来的方向朝左机翼方向，相反方向为右机翼方向；飞控盒出来的接口为一个GPS天线、一个空速接口和一个26针大排插及一个备用的扩展口。

大排插出来的线分出来了3部分：（1）接收机及转速传感器部分，包含8通道输入信号线与接收机连接、1根输出到接收机的5V电源线和1跟与接收机连接的地线；以及1个转速传感器杜邦头，其为两针插头，与发动机的霍尔传感器连接，但只连接信号和地（霍尔传感器的功能为，点火电插上后信号线上会输出高电平，当转过磁块时会产生一个低脉冲）；图5 接收机部分接线（2）舵机及照相控制线部分，输出到8个通道的舵机信号杜邦头，分别为云台横滚舵机、云台俯仰舵机、方向、副翼、升降、油门、开伞、任务通道；以及1个接舵机电池的杜邦头，用户可以将电池通过一个开关接到这个头上，这个电压将显示在“舵机电压”上；以及1个相机拍照快门线，将其接到相机的快门线上，注意方向不要反向（信号和地有方向）；图6 舵机及照相控制线部分接线（3）飞控电源、点火电源及电台部分，包含1个飞控电源输入，用户可将飞控电池通过一个开关接到这个插头上，电压范围为7~20V，这个电将显示在“飞控电压”里；1个点火电源输入，用户可将点火电池通过一个开关并联到这个插头上，这个电将显示在“点火电压”里；以及1个3针串口的公头，直接接到外接电台的数据线上；以及1个2针母头为电台电源输出，直接连接到电台的电源，给电台供电。

图7 飞控电源—两芯接头图8 电台信号—三芯接头其他相关硬件介绍电源部分飞控板：CA2201自动驾驶仪的供电电压是7～20V，推荐的供电电压是12V，可使用3节锂电池串联供电；接收机：电源由飞控提供，无需外接电源；舵机：外接电源，供电电压～6V，并与自动驾驶仪的舵机输出共地。

通讯链路接收机部分接收机可选择72M系列接收机与接收机。

数字电台部分图9 数字电台该系统的通讯链路并不是CA2201自动驾驶仪内部的一个模块，用户应使用外置的通讯链路模块来实现自动驾驶仪和地面控制软件间的通讯。

通讯链路的选择基本上取决于用户的具体应用，如果用户的飞行器只在半径15公里的范围内作业，那么一套普通的数传模块即可；如果用户需要在100公里外监视飞行器的飞行状态或控制飞行器，那么就需要一部高级的扩频电台了。

CA2201自动驾驶仪使用的通讯链路应是双向的。

上行链路负责传送地面人员发出的指令，传送航点规划等等。

下行链路则负责传送飞行状态等遥测信息。

CA2201自动驾驶仪与通讯链路之间的异步串行接口是RS－232；需要用户为通讯链路提供单独的供电电源。

GPS部分图10 GPS 天线接口图11 GPS天线飞控盒面板SMA接口为GPS天线接口，CA2201 自动驾驶仪选用平板式GPS天线，该天线接收信号的能力较强，并且能有效克服地面反射的虚假信号。

在安装时，应注意将天线的上表面向上，且水平放置，周围不应有金属遮挡物。

在GPS天线周围也不应有发射天线，例如通讯链路的天线或图像链路的发射天线；如果发射天线靠的太近，会使GPS天线接收到的噪声信号放大，从而引起定位不稳定、定位误差增大等，严重时可能无法定位。

☆注意：GPS天线必须保证连接牢固，防止丢星现象出现。

空速部分图12 空速接口上图为飞控盒面板空速管接口，该接口用于连接孔径为4~6mm的空速管。

空速管在安装后必须正对飞行器前面的气流方向，空速管可以安装在飞行器的前部，也可以将其安装在机翼上，然后通过导管将其与飞控盒的空速口连接，必须保证整个气路通畅。

舵机连接部分图13 舵机接口舵机的连接从飞控盒26针接口引出，输出到8个通道的舵机信号杜邦头，分别为云台横滚舵机、云台俯仰舵机、方向、副翼、升降、油门、开伞、任务通道；以及1个接舵机电池的杜邦头，用户可以将电池通过一个开关接到这个头上，这个电压将显示在“舵机电压”上；IMU部分图14 ADIS16355IMU该IMU集成于飞控盒内部，飞行过程中通过地面站软件可显示后向、下向、右向三向加速度，在安装完毕飞控系统之后，必须检查陀螺的后向、下向、右向加速度是否正确，下向重力加速度正常状态下约为。

2.地面站介绍、硬件说明图15 地面站硬件图示地面站硬件含数传电台、地面站软件以及便携式计算机；便携式计算机（带有标准串口接口）由用户提供。

☆地面站硬件连接只需将数传电台串口与电脑串口相连，电台天线接口与天线连接即可，连接简便。

地面站实时显示飞行器飞行数据和定位信息，操作员在获得飞行数据和获取坐标的同时，可借助计算机的地面站软件得到飞行航迹和参数，实现无人机遥控导航盲飞，无人机能实现定高自动驾驶，可预先输入航迹，实现自动按航线飞行执行任务，也可随时更改航迹任务。

一体化地面站的导航计算机配备地面系统软件，包含航迹规划、电子地图、飞机状态监控等，可解算飞行器的发动机转速、导航参数、位置、姿态、地速、空速、航偏、时间、高度等实时数据。

、地面站软件简介CA2201地面站软件与飞机进行双向数据通讯，主要有以下作用：设置飞控参数；标定与设置参数；自控飞行PID实时调整；监视与控制飞行状态；图形化显示飞行数据；可视化编辑飞行航线（航点）；控制任务载荷；回放飞行数据及照片数据。

、地面站软件安装该系统的地面站软件为.exe可执行文件，地面站的运行前需安装控件以及控件（详细介绍参见其软件说明）。

、地面站软件详解程序运行的界面如下图16、图17所示。

图16 软件运行界面Ⅰ图17软件运行界面Ⅱ从上图中可以看到，整个界面主要划分为几个区域：菜单栏工具栏状态栏控制区域地图区域、软件界面详细说明本内容介绍按照地面站软件的各个窗口以及下拉菜单讲解，分别讲解各个菜单下的具体内容，首先从菜单栏中的“文件”讲起，分别介绍其下拉菜单中的各项功能。

菜单栏菜单栏包括文件、编辑、查看、工具、下传数据、捕获、帮助七项，现在针对每一项进行详细说明。

文件1、打开地图：打开一个地图文件，文件名后缀为.gst；图18打开地图文件1图19 打开地图文件22、保存地图：将修改后的地图文件进行保存；3、相片数据回放：回放拍摄的相片数据文件，文件保存于地面站软件目录下，文件名后缀.txt；照片数据文本信息自左到右依次为：序号；纬度；经度；高度；横滚角；俯仰角；航向角；GPS高度。

☆注意：横滚角为左正右负；俯仰角为仰正俯负；航向角正北为正方向0度，顺时针+360度。

下图为定点拍摄模式下拍摄后的照片数据。

图20 照片数据回放示意图4、数据接收：选择此项后，运行界面如图16示，界面左侧显示飞行器飞行的实时数据；或点击快捷键F2 ，进入数据接收状态。

5、数据回放：打开数据文件后，点击此功能，将出现如下对话框：图121 数据回放对话框通过数据回放功能可以将飞行数据进行存盘，并且可以将存盘的飞行数据打开进行分析。

打开之前保存的飞行数据文件（*.hj），无人机的飞行过程将自动演示一遍，演示界面如下：图22 自动演示飞行过程界面其中“进度”栏指示演示的进度，可以拖动调节演示进度；“速度”栏可以调节演示过程的快慢；同时配合以下三个键，可以更细致的观看飞行过程。

6、退出接收：退出数据接收状态；7、退出：退出飞行界面。

编辑1、撤销：2、剪切：3、复制：4、粘贴：5、删除航线：将已有的飞行航线进行删除操作。

实际编辑航线中如果需要删除航线进行重新编辑，可选择此功能。

查看通过此菜单可以查看飞行状态、云台控制、照片列表、飞机航线等。

1、工具栏：在工具栏前打“√”，显示工具栏；2、状态栏：在状态栏前打“√”，显示状态栏；3、飞行状态：在飞行状态前打“√”，显示飞行状态；4、云台控制：点击“云台控制”，显示如下对话框：图23 云台控制对话框通过云台控制对话框可以对监控视频旋转角度和俯仰角度进行控制，便于对目标的观测；该对话框有如下功能：（1）横向角度：控制云台横向旋转的角度；（2）俯仰角度：控制云台俯仰的角度；（3）实际横向角度：云台实际的横向角度；（4）实际俯仰角度：云台实际的俯仰角度；（5）锁定：点击“锁定”，对话框变为红色，云台根据目标位置锁定目标，云台锁定目标后，其镜头时刻对准目标进行拍摄，对该目标进行详细的拍摄记录。

锁定后，直到点击“解锁”，云台放弃该锁定目标，才可以重新自由控制。

（6）一次锁：点击“一次锁”，云台立即锁定目标，但同时可以对云台进行自由控制，一次锁便于快速锁定目标，并可以手动控制云台进行精确拍摄。

（7）重发：重新发送上传命令。

（8）点击最上方空白栏后，此时可以利用电脑键盘的方向键调整云台姿态，上下键调整云台俯仰，左右键调整云台旋转。

“shift”+方向键可以快速调整云台姿态。

5、显示航点信息：显示航线上的航点信息，包括航点编号，航点经度与纬度。

6、显示飞行轨迹：显示飞行过程中飞机实际的飞行线路。

7、飞机居中显示：令飞机处于地图界面的中间位置。

如果飞机飞行范围太大离开监视界面，点击此功能使飞机回到视图中间。

8、显示导航线：显示飞机与下一个目标航点之间的连线。

工具该菜单包含多项功能菜单，其中包括从硬盘加载航线、编辑当前航线信息、下载航线到飞机、下载飞机航线验证、调整PID及飞机参数、模拟飞行、高度空速清零、选项等。

1、从硬盘加载航线：将我们需要的飞行路线提前制定，然后将其上传飞机，这样无人机才能按照既定的路线进行飞行，加载航线的过程就是将我们设置好的路线放入界面地图内，该文件为“*.rw”航迹文件。

图24 选择加载航线图25打开航线目录图26航线加载完成2、编辑当前航线信息：点击“编辑当前航线信息”，出现以下对话框：图27 编辑航线对话框3.该对话框记录了各个航点的信息，包括航点编号，经纬度，高度，转弯量，制式航线，制式时间。

通过该对话框可以查看各个航点信息，更改航点间的顺序，并且保存航线信息。

删除：删除某航点；上移：上移某航点；下移：下移某航点；加载：加载新的航线；保存：保存当前航线；上传：将新的航线上传给飞行器;确定：航线编辑完成;自动生成：自动生成特定航线（详细介绍见第六章自动生成航线介绍）高级生成：自动生成特定航线（详细介绍见第六章高级生成航线介绍）经度、纬度、高度、开始拍照、制式航线、制式时间为航点属性；“开始拍照”见下面拍照功能的使用说明。

制式时间：指设定飞机制式飞行的时间(单位秒)，制式时间完成，飞机飞向下一航点；制式航线：默认100即无制式选择；输入“1”则制式飞行，即在该点盘旋，盘旋时间由制式时间确定。

上传航线到飞机：☆将设置好的航线上传给飞行器，点击“上传航线”之后，航线会在几秒钟之内上传到飞机，此时航点会显示为蓝色，直到所有航点变蓝，说明航线上传完毕；如果个别航点没有变化，可以再次选择上传，直到全部航点上传成功。