基于GIS平台的任务规划和导航绘制方法与流程

本发明属于无人机导航设计技术领域，具体涉及基于gis平台的任务规划和导航绘制方法。

背景技术：

随着无人机技术的发展，无人机在航空、军事等领域的作用越来越重要。无人机的地面站任务规划和导航软件是无人机系统中非常重要的一个软件。目前，一般任务规划和导航软件都利用第三方的地理信息系统(gis)平台接口进行开发，在地图上对任务航点、航线和飞行轨迹等信息进行可视化的编辑和绘制。现有的第三方的gis平台系统有arcgis、mgis(军事地理信息系统)、mapgis等，这些系统的开发接口不统一。由于不同gis平台的接口不一样，换一个gis平台，将导致任务规划和导航软件的大部分代码进行重新开发，这个工作量是很大的，将大幅增加软件开发成本，并影响开发进度。针对这种问题，本发明提出了一种跨gis平台的无人机地面站任务规划和导航绘制构架，该构架可以有效解决这个问题。

技术实现要素：

发明目的：为了解决多种gis接口不统一，实现任务规划与导航软件在多种gis平台上的快速移植，提出了一种基于gis平台的任务规划与导航地理信息绘制方法。

技术方案：一种基于gis平台的任务规划与导航地理信息绘制方法，该方法在地面站无人机任务规划和导航绘制软件架构上实现，所述软件架构采用分层结构，共分为4层，

第一层包括任务规划绘制层和导航绘制层。任务规划绘制层主要负责任务规划相关的航线、航点和机场等信息的绘制。导航绘制层主要负责在飞行过程中飞机实时的位置、航迹和态势信息的绘制。这层负责把复杂的航点、航线、机场、态势信息等数据转换成基本的图形(点、线、面)和图像数据结构，然后调用第二层完成绘制任务，负责控制任务规划和导航的绘制逻辑。

第二层是一个统一的基本图形(点、线、面)和图像绘制层。该层负责提供一个抽象的、相对对立、与gis平台无关的基本的空间图形点、线、面和图像的绘制接口，供第一层调用。因为任何复杂的图形都可以分解为若干的基本图形点、线、面构成。

第三层包括windows图像设备接口gdi+层和统一的gis平台访问接口层。基本图形的绘制都调用与gis平台无关的windows图形图像gdi+层完成。在绘制一个基本图形的时候，首先gis平台访问接口层将图形的空间坐标(经纬度坐标)转换成窗口屏幕坐标，然后调用windows图形图像设备接口gdi+层完成绘制。其中，为了更好的做到跨gis平台，应该尽可能少的依赖具体的gis平台接口，统一的gis平台访问接口层只提供了基本的地图加载和经纬度坐标转换成窗口屏幕坐标的功能。

第四层实现了各种gis平台接口的调用。这一层主要由统一的gis平台访问接口层调用。

对于每个具体的gis平台，本方法主要只调用了两个功能：(1)地图加载功能；(2)经纬度坐标转换成窗口屏幕坐标的功能。这样可以保证任务规划和导航软件移植到一个新的gis平台的时候，改动软件的代码量最小，因为只需要改动以上两个功能的接口调用代码就可以了。

有益技术效果：实现了一种跨gis平台的无人机地面站任务规划和导航绘制方法，在改

动软件代码量最小的情况下，可以将任务规划和导航软件从一个gis平台快速移植到另

一个gis平台，大大降低了无人机任务规划和导航软件的开发成本。

附图说明

图1基于gis平台的无人机地面站任务规划和导航绘制软件架构图

具体实施方式

针对各种的gis平台，本发明的目的是提出一个跨gis平台的无人机任务规划和导航绘制方法，在改动软件代码量最小的情况下，能够适应各种gis平台。本发明的技术方案如图1所示。地面站无人机任务规划和导航绘制系统采用分层结构，共分为4层。

第一层包括任务规划绘制层和导航绘制层。任务规划绘制层主要负责任务规划相关的航线、航点和机场等信息的绘制。导航绘制层主要负责在飞行过程中飞机实时的位置、航迹和态势信息的绘制。这层负责把复杂的航点、航线、机场、态势信息等数据转换成基本的图形(点、线、面)和图像数据结构，然后调用第二层完成绘制任务，负责控制任务规划和导航的绘制逻辑。

第二层是一个统一的基本图形(点、线、面)和图像绘制层。该层负责提供一个抽象的、相对对立、与gis平台无关的基本的空间图形点、线、面和图像的绘制接口，供第一层调用。因为任何复杂的图形都可以分解为若干的基本图形点、线、面构成。

第三层包括windows图像设备接口gdi+层和统一的gis平台访问接口层。为了做到更好的跨gis平台，应该尽可能少的依赖具体的gis平台接口，统一的gis平台访问接口层只提供了基本的地图加载和经纬度坐标转换成窗口屏幕坐标的功能。基本图形的绘制都调用与gis平台无关的windows图形图像gdi+层完成。在绘制一个基本图形的时候，首先gis平台访问接口层将图形的空间坐标(经纬度坐标)转换成窗口屏幕坐标，然后调用windows图形图像设备接口gdi+层完成绘制。

第四层实现了各种gis平台接口的调用。这一层主要由统一的gis平台访问接口层调用。对于每个具体的gis平台，本方法主要只调用了两个功能：(1)地图加载功能；(2)经纬度坐标转换成窗口屏幕坐标的功能。这样可以保证任务规划和导航软件移植到一个新的gis平台的时候，改动软件的代码量最小，因为只需要改动以上两个功能的接口调用代码就可以了。

gis平台包括arcgis、mgis、mapgis、其他gis平台。

上述方法已用于某型号任务规划与导航软件，该软件采用c++语言完成开发，gis平台为arcgis。

技术特征：

技术总结
一种基于GIS平台的任务规划与导航地理信息绘制方法，该方法在地面站无人机任务规划和导航绘制软件架构上实现，所述软件架构采用分层结构，共分为4层，第一层包括任务规划绘制层和导航绘制层。第二层是一个统一的基本图形(点、线、面)和图像绘制层。第三层包括Windows图像设备接口GDI+层和统一的GIS平台访问接口层。第四层实现了各种GIS平台接口的调用。本发明在改动软件代码量最小的情况下，可以将任务规划和导航软件从一个GIS平台快速移植到另一个GIS平台，大大降低了无人机任务规划和导航软件的开发成本。

技术研发人员：何仁军;王维;赖锐;冯雷;陈蓓;罗显琴
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所
技术研发日：2017.12.15
技术公布日：2019.06.25