CN102298389A - 无人机起飞降落阶段的地面站全权接管控制*** - Google Patents

无人机起飞降落阶段的地面站全权接管控制*** Download PDF

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CN102298389A CN2011101550132A CN201110155013A CN102298389A CN 102298389 A CN102298389 A CN 102298389A CN 2011101550132 A CN2011101550132 A CN 2011101550132A CN 201110155013 A CN201110155013 A CN 201110155013A CN 102298389 A CN102298389 A CN 102298389A
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steering wheel
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王冠林
夏慧
朱纪洪
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Tsinghua University
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Tsinghua University
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Abstract

无人机起飞降落阶段的地面站全权接管控制***属于无人机技术领域，其特征在于，含有：无人机控制部和地面站控制部；其中，无人机控制部，含有：机载传感器组、飞行控制计算机、舵机适配器、舵机组、下行数据链路发射机和上行数据链路接收机；地面站控制部，含有：地面站、下行数据链路接收机、上行数据链路发射机、起降平台和起降平台传感器组；在无人机起飞和降落阶段，飞行控制计算机利用下行数据链路，将飞行数据发送给地面站；地面站根据无人机与起降平台的相对运动关系，持续计算无人机操纵指令，并通过上行数据链路操纵无人机，使之在地面站的全权控制下完成起飞和降落。本发明可提高无人机在起飞和降落阶段的安全性，并扩展其应用场合。

Description

无人机起飞降落阶段的地面站全权接管控制***
技术领域
本发明是用于控制无人机自动起飞和降落的装置，能够全自动地引导并操纵无人机在复杂环境下的起飞和降落。主要应用在航空航天、无人机和机器人等技术领域。
背景技术
无人机的起飞和降落是坠机事故的高发阶段，而当无人机在复杂环境下(如狭小地带或运动平台)起飞和降落时，事故发生率更高。无人机的自动起飞和降落通常只能在诸如宽阔平整场地等良好着陆条件下完成，而在复杂环境下多以遥控方式为主。此外，无人机在军舰和车辆等移动起降平台上着陆时，由于起降平台的姿态、位置和速度不断变化，无人机需要迅速、准确地调整自身姿态以保持与移动起降平台的同步运动，其降落过程甚为困难和危险。因此以往的无人机起飞和着陆方式危险性高、适用场合少，难以满足目前的无人机应用需求。
本发明利用地面站实时对比无人机和起降平台的相对运动，持续计算出控制指令并直接全权控制无人机的飞行，使无人机可以在复杂环境下自动、安全地起飞和降落。与传统的无人机起飞和降落方法相比，本发明的优点是全自动起降、安全性高和适应范围广泛。不但可使无人机在复杂地面(如高楼之间)按照地面站的指示实时修正航线，及时规避障碍物并安全起飞或降落；而且可使无人机实时、迅速地跟随起降平台的运动(如行进中的军舰、车辆等)，完成在移动起降平台上的起飞和降落。本发明可显著提高无人机在复杂环境下起飞和降落的飞行安全性，并可扩展无人机的装备适用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于无人机在复杂环境下自主起飞和降落的***。
本发明的特征在于，含有：无人机控制部和地面站控制部，其中：
无人机控制部，含有：机载传感器组、飞行控制计算机、舵机适配器、舵机组、下行数据链路发射机和上行数据链路接收机，其中：
机载传感器组，集成有：3轴角速率陀螺仪、3轴线加速度计、3轴磁力计、超声波高度计以及GPS接收机，以实时测量无人机的空间坐标、3轴角速度、3轴线加速度、3轴欧拉角和超声波相对高度，表示成飞行数据
Figure BSA00000514348200021
并发送给飞行控制计算机：
γA＝[xA(t)，yA(t)，zA(t)]T为无人机的空间坐标，
∏A＝[pA(t)，qA(t)，rA(t)]T为无人机的3轴角速度，
ΛA＝[uA(t)，vA(t)，wA(t)]T为无人机的3轴线速度，
ΞA＝[φA(t)，θA(t)，ψA(t)]T为无人机的3轴欧拉角，
Δh为超声波相对高度；
飞行控制计算机，设有：所述机载传感器组输出的飞行数据信号输入端、向下行数据链路发射机发送飞行数据ηA(t)的输出端，以及根据预先设定的飞行轨迹和飞行控制算法生成的飞控舵机指令δ飞控(t)＝[δ飞控1(t)，δ飞控2(t)，L，δ飞控n(t)]T，n为舵机数，其中：
期望的飞行轨迹表示为ГC＝[xC(t)，yC(t)，zC(t)]T，其中，xC(t)，yC(t)，zC(t)为设定的空间坐标，t＝1，2，....，L，L为设定的飞行时间长度，单位为秒；
飞控指令δ飞控i(t)的表达式为：
Figure BSA00000514348200022
其中，
Figure BSA00000514348200023
和
Figure BSA00000514348200024
是飞行控制计算机的控制器参数，其中
Figure BSA00000514348200025
为比例系数，
Figure BSA00000514348200026
为积分系数，为微分系数，均为设定值；
舵机适配器，由PIC单片机构成，设有：
舵机控制指令信号输入端，接收来自所述飞行控制计算机的飞控指令δ飞控(t)＝[δ飞控1(t)，δ飞控2(t)，L，δ飞控n(t)]T，取值范围为[-100，100]，i∈[1，n]；
地面站指令输入端，接收来自所述上行数据链路接收机的地面站指令δ地面站(t)＝[δ地面站1(t)，δ地面站2(t)，L，δ地面站n(t)]T，取值范围为[-100，100]，i∈[1，n]；
所述飞控指令δ飞控(t)和地面站指令δ地面站(t)都采用RS232串行信号格式，其中飞控指令δ飞控(t)的帧头定义为DB9033，地面站指令δ地面站(t)的帧头定义为DB9053，并将地面站指令δ地面站(t)的优先级设定为高于飞控指令δ飞控(t)的优先级；
所述舵机适配器只把当前所收到优先级最高的指令信号转化为n路舵机PWM脉宽调制信号，用于控制舵机组的n路舵机根据当前最高优先级指令所对应的PWM脉宽调制信号进行偏转；所述舵机适配器通过检测所收到指令的帧头以识别飞控指令δ飞控(t)和地面站指令δ地面站(t)；
下行数据链路发射机，设有飞行数据接收端，接收来自所述飞行控制计算机输出的飞行数据ηA(t)，并随即向下行数据链路接收机发送飞行数据ηA(t)；
地面站控制部，含有：地面站、下行数据链路接收机、上行数据链路发射机、起降平台和起降平台传感器组，其中：
起降平台，固定有地面站、起降平台传感器组、下行数据链路接收机和上行数据链路发射机，其中：
起降平台传感器组，集成有所述3轴角速率陀螺仪、3轴线加速度计、3轴磁力计，以及GPS接收机，以实时测量起降平台的空间坐标、3轴角速度、3轴线加速度和3轴欧拉角，表示成起降平台的运动数据并发送给地面站：
γG＝[xG(t)，yG(t)，zG(t)]T为起降平台的空间坐标，
∏G＝[pG(t)，qG(t)，rG(t)]T为起降平台的3轴角速度，
ΛG＝[uG(t)，vG(t)，wG(t)]T为起降平台的3轴线速度，
ΞG＝[φG(t)，θG(t)，ψG(t)]T为起降平台的3轴欧拉角；
h0为起降平台的相对高度，设定为0；
地面站，是一台PC机，通过所述下行数据链路接收机接收来自无人机所述下行数据链路发射机发送的飞行数据ηA(t)，并通过所述上行数据链路发射机向无人机发送地面站实时计算出的地面站指令δ地面站(t)；
在正常飞行状态下，由飞行控制计算机控制无人机的飞行，所述地面站通过对比无人机与起降平台的相对位置而判断无人机的飞行状态：
其中，D是预先设定的地面站控制范围：当无人机在D之外飞行时，认为是正常飞行状态；当无人机在D之内飞行时，认为是起飞/降落状态；D为设定值，取100米；
所述飞行控制计算机根据来自所述机载传感器组的飞行数据ηA(t)，根据预设的飞行控制算法生成飞控指令δ飞控(t)，并以帧头为DB9033的串行信号发送给所述舵机适配器；所述舵机适配器把所述飞控指令δ飞控(t)转化为n路舵机PWM脉宽调制信号，用于控制舵机组的n路舵机根据δ飞控(t)所对应的PWM脉宽调制信号进行偏转，以操纵无人机按照预定的飞行轨迹ГC飞行；
在起飞/降落状态下，由地面站全权接管控制无人机的飞行，并由下式判断无人机当前状态是准备起飞或准备着陆：
Figure BSA00000514348200041
其中，当地面站检测到无人机在D之内飞行时，确认无人机进入起飞/降落状态；地面站通过预先设定的状态判断阈值d进一步判断飞行意图：当无人机进入起飞/降落状态时与起降平台距离大于d，则认为是准备着陆状态；反之，则认为是准备起飞状态；d为设定值，取10米；
然后，所述地面站根据无人机的飞行数据ηA(t)和起降平台的运动数据ηG(t)，以及当前的准备起飞或准备降落状态，实时计算出帧头为DB9053的地面站指令δ地面站(t)，并通过上行数据链路发射机发送给无人机上的上行数据链路接收机；地面站指令δ地面站(t)的表达式为：
Figure BSA00000514348200042
其中，
Figure BSA00000514348200043
和
Figure BSA00000514348200044
是地面站的控制器参数，其中
Figure BSA00000514348200045
为比例系数，
Figure BSA00000514348200046
为积分系数，
Figure BSA00000514348200047
为微分系数，均为设定值；
所述上行数据链路接收机将收到的地面站指令δ地面站(t)发送给舵机适配器；由于地面站指令δ地面站(t)的优先级高于飞控指令δ飞控(t)的优先级，因此当舵机适配器检测到帧头为DB9053的地面站指令δ地面站(t)后，立即改为将地面站指令δ地面站(t)转化为n路舵机PWM脉宽调制信号，用于控制舵机组的n路舵机根据δ地面站(t)所对应的PWM脉宽调制信号进行偏转，故此时无人机的起飞或降落完全由地面站控制；无人机在地面站实时操纵下不断修正自身飞行状态，逐渐远离或靠近起降平台，最终完成在起降平台上自动起飞或降落；而当无人机飞出地面站控制范围D后，地面站停止发送地面站指令δ地面站(t)，所述舵机适配器改为将飞行控制计算机的飞控指令δ飞控(t)转化为舵机组的n路舵机PWM脉宽调制信号，使无人机自动切换到飞行控制计算机的控制之下，从而实现地面站对无人机在起降/降落阶段全权接管控制。本发明的优点在于：无人机可实现全自动起降、安全性高、适应范围广。不但可使无人机在复杂地面(如高楼之间)按照地面站的指示实时修正航线，及时规避障碍物并安全起飞或降落；而且可使无人机实时、迅速地跟随移动起降平台的运动(如行进中的军舰、车辆等)，完成在移动平台上的起飞和降落；本发明可显著提高无人机在复杂环境下起飞和降落的飞行安全性，并有效扩展无人机的装备适用范围。
附图说明
图1是无人机起飞降落阶段的地面站全权接管控制***的原理图。
图1中，1.无人机，2.机载传感器组，3.飞行控制计算机，4.舵机适配器，5.舵机组，6.下行数据链路发射机，7.下行数据链路接收机，8.地面站，9.上行数据链路发射机，10.上行数据链路接收机，11.起降平台，12.起降平台传感器组。
具体实施方式
无人机起飞降落阶段的地面站全权接管控制***用于控制无人机1在起降平台11完成全自动起飞和降落，整个***由无人机控制部和地面站控制部组成，其中：
无人机控制部，含有：机载传感器组2、飞行控制计算机3、舵机适配器4、舵机组5、下行数据链路发射机6和上行数据链路接收机7，其中：
机载传感器组2，集成有：3轴角速率陀螺仪、3轴线加速度计、3轴磁力计、超声波高度计以及GPS接收机，以实时测量无人机1的空间坐标、3轴角速度、3轴线加速度、3轴欧拉角和超声波相对高度，表示成飞行数据
Figure BSA00000514348200051
并发送给飞行控制计算机3：
γA＝[xA(t)，yA(t)，zA(t)]T为无人机1的空间坐标，
∏A＝[pA(t)，qA(t)，rA(t)]T为无人机1的3轴角速度，
ΛA＝[uA(t)，vA(t)，wA(t)]T为无人机1的3轴线速度，
ΞA＝[φA(t)，θA(t)，ψA(t)]T为无人机1的3轴欧拉角，
Δh为超声波相对高度；
飞行控制计算机3，设有：所述机载传感器组2输出的飞行数据信号输入端、向下行数据链路发射机6发送飞行数据ηA(t)的输出端，以及根据预先设定的飞行轨迹和飞行控制算法生成的飞控舵机指令δ飞控(t)＝[δ飞控1(t)，δ飞控2(t)，L，δ飞控n(t)]T，n为舵机数，其中：
设定的飞行轨迹表示为ГC＝[xC(t)，yC(t)，zC(t)]T，其中，xC(t)，yC(t)，zC(t)为设定的空间坐标，t＝1，2，....，L，L为设定的飞行时间长度，单位为秒；
飞控指令δ飞控i(t)的表达式为：
Figure BSA00000514348200052
其中，
Figure BSA00000514348200061
和
Figure BSA00000514348200062
是飞行控制计算机2的控制器参数，其中
Figure BSA00000514348200063
为比例系数，
Figure BSA00000514348200064
为积分系数，为微分系数，均为设定值；
舵机适配器4，由PIC单片机构成，设有：
舵机控制指令信号输入端，接收来自所述飞行控制计算机3的飞控指令δ飞控(t)＝[δ飞控1(t)，δ飞控2(t)，L，δ飞控n(t)]T，取值范围为[-100，100]，i∈[1，n]；
地面站指令输入端，接收来自所述上行数据链路接收机10的地面站指令δ地面站(t)＝[δ地面站1(t)，δ地面站2(t)，L，δ地面站n(t)]T，取值范围为[-100，100]，i∈[1，n]；
所述飞控指令δ飞控(t)和地面站指令δ地面站(t)都采用RS232串行信号格式，其中飞控指令δ飞控(t)的帧头定义为DB9033，地面站指令δ地面站(t)的帧头定义为DB9053，并将地面站指令δ地面站(t)的优先级设定为高于飞控指令δ飞控(t)的优先级；
所述舵机适配器4只把当前所收到优先级最高的指令信号转化为n路舵机PWM脉宽调制信号，用于控制舵机组5的n路舵机根据当前最高优先级指令所对应的PWM脉宽调制信号进行偏转；所述舵机适配器4通过检测所收到指令的帧头以识别飞控指令δ飞控(t)和地面站指令δ地面站(t)；
下行数据链路发射机，设有飞行数据接收端，接收来自所述飞行控制计算机输出的飞行数据ηA(t)，并随即向下行数据链路接收机发送飞行数据ηA(t)；
地面站控制部，含有：地面站8、下行数据链路接收机7、上行数据链路发射机9、起降平台11和起降平台传感器组12，其中：
起降平台，固定有地面站、起降平台传感器组、下行数据链路接收机和上行数据链路发射机，其中：
起降平台传感器组12，集成有所述3轴角速率陀螺仪、3轴线加速度计、3轴磁力计，以及GPS接收机，以实时测量起降平台11的空间坐标、3轴角速度、3轴线加速度和3轴欧拉角，表示成起降平台11的运动数据
Figure BSA00000514348200066
并发送给地面站8：
γG＝[xG(t)，yG(t)，zG(t)]T为起降平台11的空间坐标，
∏G＝[pG(t)，qG(t)，rG(t)]T为起降平台11的3轴角速度，
ΛG＝[uG(t)，vG(t)，wG(t)]T为起降平台11的3轴线速度，
ΞG＝[φG(t)，θG(t)，ψG(t)]T为起降平台11的3轴欧拉角；
h0为起降平台的相对高度，设定为0；
地面站8，是一台PC机，通过所述下行数据链路接收机7接收来自无人机1所述下行数据链路发射机6发送的飞行数据ηA(t)，并通过所述上行数据链路发射机9向无人机1发送地面站8实时计算出的地面站指令δ地面站(t)；
在正常飞行状态下，由飞行控制计算机3控制无人机1的飞行，所述地面站8通过对比无人机1与起降平台11的相对位置而判断无人机1的飞行状态：
Figure BSA00000514348200071
其中，D是预先设定的地面站控制范围：当无人机1在D之外飞行时，认为是正常飞行状态；当无人机1在D之内飞行时，认为是起飞/降落状态；D为设定值，取100米；
所述飞行控制计算机3根据来自所述机载传感器组2的飞行数据ηA(t)，根据预设的飞行控制算法生成飞控指令δ飞控(t)，并以帧头为DB9033的串行信号发送给所述舵机适配器4；所述舵机适配器4把所述飞控指令δ飞控(t)转化为舵机组5的n路舵机PWM脉宽调制信号，用于控制n路舵机根据δ飞控(t)所对应的PWM脉宽调制信号进行偏转，以操纵无人机1按照预定的飞行轨迹ГC飞行；
在起飞/降落状态下，由地面站8全权接管控制无人机1的飞行，并由下式判断无人机1当前状态是准备起飞或准备着陆：
Figure BSA00000514348200072
其中，当地面站8检测到无人机在D之内飞行时，确认无人机1进入起飞/降落状态；地面站8通过预先设定的状态判断阈值d进一步判断飞行意图：当无人机1进入起飞/降落状态时与起降平台11距离大于d，则认为是准备着陆状态；反之，则认为是准备起飞状态；d为设定值，取10米；
然后，所述地面站8根据无人机1的飞行数据ηA(t)和起降平台11的运动数据ηG(t)，以及当前的准备起飞或准备降落状态，实时计算出帧头为DB9053的地面站指令δ地面站(t)，并通过上行数据链路发射机9发送给无人机1上的上行数据链路接收机10地面站指令δ地面站(t)的表达式为：
Figure BSA00000514348200073
其中，
Figure BSA00000514348200074
和
Figure BSA00000514348200075
是地面站8的控制器参数，其中
Figure BSA00000514348200076
为比例系数，
Figure BSA00000514348200077
为积分系数，
Figure BSA00000514348200081
为微分系数，均为设定值；
所述上行数据链路接收机10将收到的地面站指令δ地面站(t)发送给舵机适配器4；由于地面站指令δ地面站(t)的优先级高于飞控指令δ飞控(t)的优先级，因此当舵机适配器4检测到帧头为DB9053的地面站指令δ地面站(t)后，立即改为将地面站指令δ地面站(t)转化为n路舵机PWM脉宽调制信号，用于控制舵机组5的n路舵机根据δ地面站(t)所对应的PWM脉宽调制信号进行偏转，故此时无人机1的起飞或降落完全由地面站8控制；无人机1在地面站8实时操纵下不断修正自身飞行状态，逐渐远离或靠近起降平台11，最终完成在起降平台11上自动起飞或降落；而当无人机1飞出地面站8控制范围D后，地面站8停止发送地面站指令δ地面站(t)，所述舵机适配器4改为将飞行控制计算机3的飞控指令δ飞控(t)转化为n路舵机PWM脉宽调制信号，使无人机1自动切换到飞行控制计算机3的控制之下，从而实现地面站8对无人机1在起降/降落阶段全权接管控制。

Claims (1)

1.无人机起飞降落阶段的地面站全权接管控制***，其特征在于，含有：无人机控制部和地面站控制部，其中：
无人机控制部，含有：机载传感器组、飞行控制计算机、舵机适配器、舵机组、下行数据链路发射机和上行数据链路接收机，其中：
机载传感器组，集成有：3轴角速率陀螺仪、3轴线加速度计、3轴磁力计、超声波高度计以及GPS接收机，以实时测量无人机的空间坐标、3轴角速度、3轴线加速度、3轴欧拉角和超声波相对高度，表示成飞行数据
Figure FSA00000514348100011
并发送给飞行控制计算机：
γA＝[xA(t)，yA(t)，zA(t)]T为无人机的空间坐标，
∏A＝[pA(t)，qA(t)，rA(t)]T为无人机的3轴角速度，
ΛA＝[uA(t)，vA(t)，wA(t)]T为无人机的3轴线速度，
ΞA＝[φA(t)，θA(t)，ψA(t)]T为无人机的3轴欧拉角，
Δh为超声波相对高度；
飞行控制计算机，设有：所述机载传感器组输出的飞行数据信号输入端、向下行数据链路发射机发送飞行数据ηA(t)的输出端，以及根据预先设定的飞行轨迹和飞行控制算法生成的飞控舵机指令δ飞控(t)＝[δ飞控1(t)，δ飞控2(t)，L，δ飞控n(t)]T，n为舵机数，其中：
期望的飞行轨迹表示为ΓC＝[xC(t)，yC(t)，zC(t)]T，其中，xC(t)，yC(t)，zC(t)为设定的空间坐标，t＝1，2，...，L，L为设定的飞行时间长度，单位为秒；
飞控指令δ飞控i(t)的表达式为：
Figure FSA00000514348100012
其中，
Figure FSA00000514348100013
和
Figure FSA00000514348100014
是飞行控制计算机的控制器参数，其中
Figure FSA00000514348100015
为比例系数，为积分系数，
Figure FSA00000514348100017
为微分系数，均为设定值；
舵机适配器，由PIC单片机构成，设有：
舵机控制指令信号输入端，接收来自所述飞行控制计算机的飞控指令δ飞控(t)＝[δ飞控1(t)，δ飞控2(t)，L，δ飞控n(t)]T，取值范围为[-100，100]，i∈[1，n]；
地面站指令输入端，接收来自所述上行数据链路接收机的地面站指令δ地面站(t)＝[δ地面站1(t)，δ地面站2(t)，L，δ地面站n(t)]T，取值范围为[-100，100]，i∈[1，n]；
所述飞控指令δ飞控(t)和地面站指令δ地面站(t)都采用RS232串行信号格式，其中飞控指令δ飞控(t)的帧头定义为DB9033，地面站指令δ地面站(t)的帧头定义为DB9053，并将地面站指令δ地面站(t)的优先级设定为高于飞控指令δ飞控(t)的优先级；
所述舵机适配器只把当前所收到优先级最高的指令信号转化为n路舵机PWM脉宽调制信号，用于控制舵机组的n路舵机根据当前最高优先级指令所对应的PWM脉宽调制信号进行偏转；所述舵机适配器通过检测所收到指令的帧头以识别飞控指令δ飞控(t)和地面站指令δ地面站(t)；
下行数据链路发射机，设有飞行数据接收端，接收来自所述飞行控制计算机输出的飞行数据ηA(t)，并随即向下行数据链路接收机发送飞行数据ηA(t)；
地面站控制部，含有：地面站、下行数据链路接收机、上行数据链路发射机、起降平台和起降平台传感器组，其中：
起降平台，固定有地面站、起降平台传感器组、下行数据链路接收机和上行数据链路发射机，其中：
起降平台传感器组，集成有所述3轴角速率陀螺仪、3轴线加速度计、3轴磁力计，以及GPS接收机，以实时测量起降平台的空间坐标、3轴角速度、3轴线加速度和3轴欧拉角，表示成起降平台的运动数据并发送给地面站：
γG＝[xG(t)，yG(t)，zG(t)]T为起降平台的空间坐标，
∏G＝[pG(t)，qG(t)，rG(t)]T为起降平台的3轴角速度，
ΛG＝[uG(t)，vG(t)，wG(t)]T为起降平台的3轴线速度，
ΞG＝[φG(t)，θG(t)，ψG(t)]T为起降平台的3轴欧拉角；
h0为起降平台的相对高度，设定为0；
地面站，是一台PC机，通过所述下行数据链路接收机接收来自无人机所述下行数据链路发射机发送的飞行数据ηA(t)，并通过所述上行数据链路发射机向无人机发送地面站实时计算出的地面站指令δ地面站(t)；
在正常飞行状态下，由飞行控制计算机控制无人机的飞行，所述地面站通过对比无人机与起降平台的相对位置而判断无人机的飞行状态：
Figure FSA00000514348100031
其中，D是预先设定的地面站控制范围：当无人机在D之外飞行时，认为是正常飞行状态；当无人机在D之内飞行时，认为是起飞/降落状态；D为设定值，取100米；
所述飞行控制计算机根据来自所述机载传感器组的飞行数据ηA(t)，根据预设的飞行控制算法生成飞控指令δ飞控(t)，并以帧头为DB9033的串行信号发送给所述舵机适配器；所述舵机适配器把所述飞控指令δ飞控(t)转化为n路舵机PWM脉宽调制信号，用于控制舵机组的n路舵机根据δ飞控(t)所对应的PWM脉宽调制信号进行偏转，以操纵无人机按照预定的飞行轨迹ΓC飞行；
在起飞/降落状态下，由地面站全权接管控制无人机的飞行，并由下式判断无人机当前状态是准备起飞或准备着陆：
Figure FSA00000514348100032
其中，当地面站检测到无人机在D之内飞行时，确认无人机进入起飞/降落状态；地面站通过预先设定的状态判断阈值d进一步判断飞行意图：当无人机进入起飞/降落状态时与起降平台距离大于d，则认为是准备着陆状态；反之，则认为是准备起飞状态；d为设定值，取10米；
然后，所述地面站根据无人机的飞行数据ηA(t)和起降平台的运动数据ηG(t)，以及当前的准备起飞或准备降落状态，实时计算出帧头为DB9053的地面站指令δ地面站(t)，并通过上行数据链路发射机发送给无人机上的上行数据链路接收机；地面站指令δ地面站(t)的表达式为：
Figure FSA00000514348100033
其中，
Figure FSA00000514348100034
和是地面站的控制器参数，其中
Figure FSA00000514348100036
为比例系数，
Figure FSA00000514348100037
为积分系数，
Figure FSA00000514348100038
为微分系数，均为设定值；
所述上行数据链路接收机将收到的地面站指令δ地面站(t)发送给舵机适配器；由于地面站指令δ地面站(t)的优先级高于飞控指令δ飞控(t)的优先级，因此当舵机适配器检测到帧头为DB9053的地面站指令δ地面站(t)后，立即改为将地面站指令δ地面站(t)转化为n路舵机PWM脉宽调制信号，用于控制舵机组的n路舵机根据δ地面站(t)所对应的PWM脉宽调制信号进行偏转，故此时无人机的起飞或降落完全由地面站控制；无人机在地面站实时操纵下不断修正自身飞行状态，逐渐远离或靠近起降平台，最终完成在起降平台上自动起飞或降落；而当无人机飞出地面站控制范围D后，地面站停止发送地面站指令δ地面站(t)，所述舵机适配器改为将飞行控制计算机的飞控指令δ飞控(t)转化为舵机组的n路舵机PWM脉宽调制信号，使无人机自动切换到飞行控制计算机的控制之下，从而实现地面站对无人机在起降/降落阶段全权接管控制。
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