第二节　控制站

指挥控制与任务规划是无人机控制站的主要功能。无人机控制站也称地面站、遥控站或任务规划与控制站。在规模较大的无人机系统中，可以有若干个控制站，这些不同功能的控制站通过通信设备连接起来，构成无人机控制站系统。

无人机控制站系统的功能通常包括指挥调度、任务规划、操作控制、显示记
录等。

指挥调度功能主要包括上级指令接收、系统之间联络、系统内部调度。

任务规划功能主要包括飞行航路规划与重规划、任务载荷工作规划与重规划。

操作控制功能主要包括起降操纵、飞行控制操作、任务载荷操作、数据链控制。

显示记录功能主要包括飞行状态参数显示与记录、航迹显示与记录、任务载荷信息显示与记录等。

一、系统组成

标准的无人机控制站通常由数据链路控制、飞行控制、载荷控制、载荷数据处理四类硬件设备机柜构成。无人机控制站系统可以由不同功能的若干控制站模块组成，主要包括以下内容。

（1）指挥处理中心

指挥处理中心主要是制订无人机飞行任务、完成无人机载荷数据的处理和应用。指挥中心/数据处理中心一般都是通过无人机控制站等间接地实现对无人机的控制和数据接收。

（2）无人机控制站

无人机控制站主要由飞行操纵、任务载荷控制、数据链路控制和通信指挥等部分组成，可完成对无人机机载任务载荷等的操纵控制。一个无人机控制站可以指挥控制一架无人机，也可以同时控制多架无人机；一架无人机可以由一个控制站完成全部的指挥控制工作，也可以由多个控制站来协同指挥控制工作。

（3）载荷控制站

载荷控制站与无人机控制站的功能类似，但载荷控制站只能控制无人机的机载任务设备，不能进行无人机的飞行控制。

二、显示系统

地面控制站内的飞行控制席位、任务设备控制席位、数据链管理席位都设有相应分系统的显示装置，因此需综合规划，确定所显示的内容、方式、范围，主要的显示内容包括以下三个方面。

（1）飞行参数综合显示

飞行参数综合显示可根据飞行与任务需要，选择需要的系统信息予以显示，便于无人机驾驶员判读。主要包括以下四个方面。

① 飞行与导航信息。飞行与导航参数是无人机驾驶员控制无人机执行任务所必需的信息，显示内容一般包括：无人机飞行姿态角及角速度信息；无人机飞行位置、高度、速度信息；大气数据信息；发动机状态信息；伺服控制及舵面响应信息。

② 数据链状态信息。它包括数据链设备工作状态及信道状态等，显示的主要内容有：链路工作状态的主要工作参数；各种链路设备的工作参数；各种链路设备的工作状态。

③ 设备状态信息。在飞行过程中，需要提供必要的系统设备状态信息，帮助无人机驾驶员正确做出相关控制，显示内容一般包括：机载航空电子状态信息；机载任务设备状态信息；地面设备状态信息；机载供电信息；导航状态信息；时钟信息。

④ 指令信息。控制指令是显示无人机驾驶员判断操纵指令发送有效性的重要信息。控制指令作为在线监测内容，能够明确表达和描述指令发送是否有效，同时可对指令通道简单故障定位，显示内容应包括指令代码、发送状态、接收状态。

（2）告警

告警信息包括视觉告警和听觉告警。视觉告警主要包括灯光告警、颜色告警和文字告警等；听觉告警主要包括语音告警和音调告警等。

按告警级别又可分为提示、注意和警告三个级别。

① 提示。表明需要提示操纵人员重视系统安全或工作状态、性能状态以及提醒操纵人员进行例行操纵的信息。

② 注意。表明即将出现危险状况，发展下去将危及飞行安全，或使某系统、设备故障，将影响飞行任务完成或导致系统、设备性能降低，需引起操纵人员注意，但无须立即采取措施的信息。

③ 警告。表明已出现了危及飞行安全的情况，需立即采取措施的信息，它是告警的最高级别。

（3）地图航迹显示

地图航迹显示可为无人机驾驶员提供无人机位置等导航信息。它包括了飞机的导航信息显示、航迹绘制显示以及地理信息的显示。

① 导航信息显示。它能够显示无人机实时定位信息、机载定位传感器设备状态信息、无人机导航信息、导航控制相关参数和任务规划信息。

② 航迹绘制显示。在无人机飞行过程中，往往要动态监视无人机位置及飞行轨迹，无人机驾驶员可以据此信息进行决策，规划飞行航路。无人机位置和航迹显示应能直观形象、简洁明快地显示无人机图标、背景地图、规划航线和飞行航迹线等信息。

③ 地理信息显示。地理信息可视化是地图航迹显示软件的一个重要功能，应包含多层信息内容，可根据需要选择若干层面予以显示。主要包括图形用户界面、开窗缩放功能、窗口自动漫游、多种显示方式的运用和比例尺控制显示、符号、注记、色彩控制等。

三、操纵系统

无人机操纵与控制主要包括起降操纵、飞行控制、任务设备（载荷）控制和数据链管理等。地面控制站内的飞行控制席位、任务设备控制席位、数据链路管理席位都应设有相应分系统的操作装置。

（1）起降操纵

起降阶段是无人机操纵中最难的控制阶段，起降控制程序应简单、可靠、操纵灵活，操纵人员可直接通过操纵杆和按键快捷介入控制通道，控制无人机起降。根据无人机不同的类别及起飞重量，其起飞降落的操纵方式也有所不同。

① 起飞方式

a.手抛：采用人力手掷起飞，一般用于微型无人机。

b.弹射：采用压缩空气或橡皮筋等储能发射无人机，一般用于轻、微型无人机。

c.零长发射：采用火箭助推方式发射无人机，一般用于小、轻、微型无人机。

d.投放发射：采用母机挂载发射方式或投抛方式发射无人机，一般用于小、轻型无人机。

e.滑跑起飞：采用跑道滑跑起飞，一般用于大、小型无人机。

② 回收方式

a.伞降回收：利用机载降落伞回收无人机，一般用于小、轻、微型无人机。

b.撞网回收：利用地面的回收网，引导无人机撞网回收，一般用于轻、微型无人机。

c.气囊回收：利用机载气囊装置回收无人机，一般用于微型无人机。

d.滑跑降落：利用地面跑道滑跑降落，一般用于大、小型无人机。

当前，国内民用无人机系统的起降，可采用自主控制、人工遥控或组合控制等模式进行控制。自主控制是指在起降阶段，操纵人员不需要介入控制回路，无人机借助机载传感器信息，或辅助必要的引导信息，由机载计算机执行程序控制，可自动完成无人机的起飞和回收控制。人工遥控是无人机驾驶员通过无线电数据链，利用地面站获取的无人机状态信息，发送无人机控制指令，引导无人机发射和回收。

（2）飞行控制

飞行控制是指采用遥控方式对无人机在空中整个飞行过程的控制。无人机的种类不同、执行任务的方式不同，决定了无人机有多种飞行操纵方式。遥控方式通过数据链路对无人机实施飞行控制操纵，一般包括舵面遥控、姿态遥控和指令控制三种方式。

① 舵面遥控。这种控制方式是由遥控站上的操纵杆直接控制无人机的舵面，遥控无人机的飞行。

② 姿态遥控。姿态遥控是在无人机具有姿态稳定控制机构的基础上，通过操纵杆控制无人机的俯仰角、滚转角和偏航角，从而改变无人机的运动。

③ 指令控制。这种方式是通过上行链路发送控制指令，机载计算机接收到指令后按预定的控制模式执行。这种方式必须在机载自动驾驶仪或机载飞行管理与控制系统自动控制的基础上实施。指令方式一般包括：俯仰角选择与控制、高度选择与保持、飞行速度控制、滚转选择与控制、航向选择与保持、航迹控制。

（3）任务设备控制

任务设备控制是地面站任务操纵人员通过任务控制单元（任务控制柜）发送任务控制指令，控制机载任务设备工作；同时地面站任务控制单元处理并显示机载任务设备工作状态，供任务操纵人员判读和使用。

（4）数据链管理

数据链管理主要是对数据链设备进行监控，使其完成对无人机的测控与信息传输任务。机载数据链主要有：V/UHF视距数据链、L视距数据链、C视距数据链、UHF卫星中继数据链、Ku卫星中继数据链。