一种无人机遥测信息综合处理系统及其综合处理显示方法

1.一种无人机遥测信息综合处理系统，通过测控收发装置与链路通信站通信，其特征在于：采用分布式计算机系统作为硬件平台，分布式计算机系统包括链路控制计算机、飞行控制计算机、任务控制计算机和遥测监控计算机；四台计算机组成一个局域网，局域网采用UDP协议进行数据通信，测控收发装置与链路控制计算机进行通信，将遥测遥控信息发送至链路通信站完成对无人机的遥测遥控，当链路控制计算机接收到遥测信息时通过局域网通信共享该遥测信息，飞行控制计算机、任务控制计算机和遥测监控计算机接收到同样的遥测信息；
无人机遥测信息综合处理系统运行于飞行控制计算机、任务控制计算机和遥测监控计算机，包括网络通信模块、遥测数据分发模块、数据记录模块、数据回放模块、数据处理模块组和数据显示模块组；
数据处理模块组包括飞行姿态参数处理模块、发动机参数处理模块、飞行阶段处理模块、飞控方式处理模块、导航方式处理模块、领航方式处理模块、燃油、电气和惯导处理模块、任务载荷状态处理模块、测控链路状态处理模块、遥控指令回报处理模块和其他遥测参数处理模块；
数据显示模块组包括主飞行仪表显示模块、航向表显示模块、舵面信息显示模块、发动机参数显示模块、阶段/方式显示模块、告警信息显示模块、离散参数显示模块、指令回报显示模块和系统时间显示模块；
遥测数据分发模块包括数据缓冲区、遥测帧头判断模块、帧分割模块、第一副帧分割模块、第二副帧分割模块、第三副帧分割模块、第四副帧分割模块、飞行姿态参数缓冲区、发动机参数缓冲区、飞行阶段缓冲区、飞控方式缓冲区、导航方式缓冲区、领航方式缓冲区、燃油、电气和惯导缓冲区、任务载荷状态缓冲区、测控链路状态缓冲区、遥控指令回报缓冲区和其他遥测参数缓冲区；
网络通信模块负责完成接收局域网内链路控制计算机通过UDP协议发送到遥测监控计算机的遥测数据；
遥测数据分发模块的数据缓冲区对接受数据进行缓冲，数据通过遥测帧头判断模块、帧分割模块、第一副帧分割模块、第二副帧分割模块、第三副帧分割模块、第四副帧分割模块进行数据分发，得到的参数分别存储在飞行姿态参数缓冲区、发动机参数缓冲区、飞行阶段缓冲区、飞控方式缓冲区、导航方式缓冲区、领航方式缓冲区、燃油、电气和惯导缓冲区、任务载荷状态缓冲区、测控链路状态缓冲区、遥控指令回报缓冲区和其他遥测参数缓冲区，然后，存储的数据按照参数类别发送至数据处理模块组对应的飞行姿态参数处理模块、发动机参数处理模块、飞行阶段处理模块、飞控方式处理模块、导航方式处理模块、领航方式处理模块、燃油、电气和惯导处理模块、任务载荷状态处理模块、测控链路状态处理模块、遥控指令回报处理模块和其他遥测参数处理模块，对数据进行处理；
处理后的数据传送至主飞行仪表显示模块、航向表显示模块、舵面信息显示模块、发动机参数显示模块、阶段/方式显示模块、告警信息显示模块、离散参数显示模块、指令回报显示模块和系统时间显示模块进行显示；
数据记录模块负责完成以文件格式实时记录真实飞行中的遥测参数，数据回放模块负责完成飞行任务完成后期的回放数据检测和模拟训练功能。
2.根据权利要求1所述一种无人机遥测信息综合处理系统，其特征在于，所述的系统时间显示模块位于人机界面的最上方，以横向显示条方式加以显示；其下方的显示区域被平均分为左右两个显示区域，其中主飞行仪表显示模块位于左上；航向表显示模块位于左中；舵面信息显示模块位于左下；指令回报显示模块和阶段/方式显示模块位于右上，两者根据需要进行切换，同一时刻只能进行一种模块的显示；发动机参数显示模块位于右中；
离散参数显示模块和告警信息显示模块位于右下，两者根据需要进行切换，同一时刻只能进行一种模块的显示。
3.基于无人机遥测信息综合处理系统的无人机遥测信息综合处理和显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：构建遥测信息综合处理系统；
步骤二：选择地面控制站的工作模式；
选择地面控制站为正常模式或者回放模式，正常模式下，待处理和显示的遥测信息为实际飞行中实时回传的遥测信息，遥测帧以定时间隔t进行回传；回放模式下，对实际飞行时记录的遥测数据进行的处理和显示，用以完成对数据后期检测或者模拟训练；
如果选择地面控制站为正常模式，则顺序执行步骤三至步骤五；
如果选择地面控制站为回放模式，则顺序执行步骤六至步骤七；
步骤三：正常模式下遥测数据的获取和传输；
当地面控制站在正常工作模式下，分布式计算机系统数据具体通信流程如下：
1）遥测数据的链路接收：
无人机测控链路数据下传至测控链路通信站，被链路通信站的接收设备同步和获取，以有线方式传输至地面控制站的测控收发装置，链路控制计算机通过遥测遥控系统接口定义与测控收发装置进行数据交换，接收无人机链路的遥测数据，完成遥测数据的链路获取；
2）遥测数据的局域网分发：
链路控制计算机完成对遥测数据中测控链路信息的监控、链路数据的初级接收和局域网内的分发；链路控制计算机通过UDP协议以定时间隔t向飞行控制计算机、任务控制计算机和遥测监控计算机发送遥测数据，完成遥测数据的局域网分发；
3）遥测数据的局域网接收：
飞行控制计算机、任务控制计算机和遥测监控计算机以异步方式接收局域网中的由链路控制计算机定时发送的遥测数据；
步骤四：正常模式下遥测数据的存储、同步和分发；
具体包括以下步骤：
1）遥测数据的存储：
网络通信模块负责完成遥测监控计算机内用于网络通信的数据缓冲区内遥测数据的实时读取；所述的实时读取是指当数据缓冲区内接收到的数据为一个完整的遥测帧时，网络通信模块将这一帧的遥测数据读取并发送至遥测数据分发模块，防止旧的遥测数据被新一周期的遥测数据覆盖，进而完成遥测数据的机内接收；
2）遥测数据的同步：
遥测数据分发模块接收到网络通信模块发送的完整一帧的遥测数据，缓存到数据缓冲区中，遥测帧头判断模块将该帧遥测数据读入并判断该帧的完整性；
遥测帧的帧头判断模块处理流程图具体包括以下步骤：
（1）从接收数据缓冲区以定时间隔t读取一帧遥测数据；
（2）判断第一副帧帧头并处理；
通过判断读入数据是否为帧结构定义的第一副帧标志，如果判断结果为“是”，则处理第一副帧，即根据第一副帧长度读取第一副帧，之后进入步骤（3）；若判断结果为“否”，则进入步骤（6）；
（3）判断第二副帧帧头并处理；
通过判断读入数据是否为帧结构定义的第二副帧标志，如果判断结果为“是”，则处理第二副帧，即根据第二副帧长度读取第二副帧，之后进入步骤（4）；若判断结果为“否”，则进入步骤（6）；
（4）判断第三副帧帧头并处理；
通过判断读入数据是否为帧结构定义的第三副帧标志，如果判断结果为“是”，则处理第三副帧，即根据第三副帧长度读取第三副帧，之后进入步骤（5）；若判断结果为“否”，则进入步骤（6）；
（5）判断第四副帧帧头并处理；
通过判断读入数据是否为帧结构定义的第四副帧标志，如果判断结果为“是”，则处理第四副帧，即根据第四副帧长度读取第四副帧，之后进入步骤（7）；若判断结果为“否”，则进入步骤（6）；
（6）舍弃该帧遥测数据；
第一、二、三和四副帧中任何一个副帧帧头发生错误或缺失，即表明该遥测帧不完整，则舍弃该帧遥测数据，进入步骤（7）；
（7）结束；
如果该帧为完整的遥测数据帧，则帧分割模块开始对该遥测帧进行分割和分发；
3）遥测数据的分发：
帧分割模块完成对完整一帧遥测帧的分割，分割原则按照遥测数据帧结构将该遥测帧分割为第一副帧、第二副帧、第三副帧和第四副帧，分别输入到第一副帧分割模块、第二副帧分割模块、第三副帧分割模块、第四副帧分割模块进行副帧的再分割；
第一副帧分割模块将第一副帧分割为飞行姿态参数和发动机参数，分别存储至飞行姿态参数缓冲区、发动机参数缓冲区；第二副帧分割模块将第二副帧分割为飞行阶段、飞控方式、导航方式和领航方式，分别存储至飞行阶段缓冲区、飞控方式缓冲区、导航方式缓冲区和领航方式缓冲区；第三副帧分割模块将第三副帧分割为燃油、电气和惯导状态、任务载荷状态和测控链路状态，分别存储至燃油、电气和惯导缓冲区、任务载荷状态缓冲区、测控链路状态缓冲区；第四副帧分割模块将第四副帧分割为遥控指令回报和其他遥测参数，分别存储至遥控指令回报缓冲区和其他遥测参数缓冲区；
步骤五：正常模式下遥测数据的处理和显示；
数据处理模块组中的各处理模块负责完成模块化分发后各部分遥测参数的处理，具体处理包括解码和单位变换；飞行姿态参数缓冲区、发动机参数缓冲区、飞行阶段缓冲区、飞控方式缓冲区、导航方式缓冲区、领航方式缓冲区、燃油、电气和惯导缓冲区、任务载荷状态缓冲区、测控链路状态缓冲区、遥控指令回报缓冲区、其它遥测参数缓冲区中的遥测参数分别发送至飞行姿态参数处理模块、发动机参数处理模块、飞行阶段处理模块、飞控方式处理模块、导航方式处理模块、领航方式处理模块、燃油、电气和惯导处理模块、任务载荷状态处理模块、测控链路状态处理模块、遥控指令回报处理模块、其他遥测参数处理模块；
数据显示模块组中的各显示模块负责完成处理后遥测参数在用户界面上模块化形象化的显示；遥测数据处理模块对与之对应的显示模块之间的驱动是并行的，其中：飞行姿态参数处理模块将单位换算后的飞行姿态参数分别发送到主飞行仪表显示模块、航向表显示模块和舵面信息显示模块进行显示；发动机参数处理模块将单位换算后的发动机参数发动机发送至参数显示模块进行显示；飞行阶段处理模块、飞控方式处理模块、导航方式处理模块和领航方式处理模块将解码后飞行阶段、飞控方式、导航方式和领航方式发送至阶段/方式显示模块进行显示；燃油、电气和惯导处理模块、任务载荷状态处理模块和测控链路状态处理模块将解码后的燃油、电气和惯导状态、任务载荷状态和测控链路状态发送至离散参数显示模块进行显示，并配合告警信息显示模块对产生告警的燃油、电气和惯导状态、任务载荷状态和测控链路状态进行实时告警显示；遥控指令回报处理模块将解码后的遥控指令回报发送至指令回报显示模块进行显示；
数据显示模块组的各显示模块以人机界面的形式在遥测监控计算机的显示屏上进行显示；
步骤六：回放模式下遥测数据的同步和分发；
在飞行任务完成后，操作人员选择回放工作模式，数据回放模块根据实际需要负责完成遥测信息综合显示系统的数据回放功能，以文件的格式读取硬盘上存储的遥测帧，读取的遥测帧以定时间隔t的周期发送至数据分发模块，数据分发模块以及其后端的各个功能模块完成与实际飞行中相同的功能；
具体包括以下步骤：
①从遥测监控计算机硬盘上读取遥测数据文件；
②判断遥测帧帧头；
读取遥测数据文件中记录的遥测数据，判断遥测数据帧头，具体与步骤五中的步骤2）遥测数据的同步相同；
③周期发送遥测数据；
由于回放功能要模拟真实飞行效果，因此数据回放功能遵从实际飞行遥测数据的发送周期，以定时间隔t的周期发送至回放数据缓冲区，供遥测数据分发模块读取；
④判断文件结束；
遥测数据文件设置文件结束标志，每读完一个遥测帧后判断一次文件是否结束，若判断结果为“是”则说明遥测文件读取结束，退出步骤六，进行步骤七；若判断结果为“否”，则进入步骤六的步骤⑤；
⑤读取下一遥测帧；
读取下一遥测帧，返回步骤②；
步骤七：回放模式下遥测数据的处理和显示；
在回放工作模式下，遥测数据的处理和显示与步骤五相同。

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