随着控制技术的发展,无人机在越来越多的领域中开始发挥作用。无人机地面站系统作为整个无人机系统的指挥控制中心发挥着至关重要的作用。而作为操作人员与地面站之间的交互窗口,人们对无人机地面站监控软件的要求也越来越高。在数据显示方面,除了单纯的文本数字和仪表显示外,人们期望用三维方式显示无人机的飞行姿态。当数据量较大时,用传统的本地二进制文件方式存储飞行数据也不便于事后的数据分析。本文即针对以上问题对无人机地面站监控软件的设计和实现方法进行了探索,最终设计并完成了一款除具备数据通信、飞行数据仪表显示、飞行航线规划、飞行数据的本地文件存储等常见功能外,还具备飞机姿态实时三维显示、飞行数据的数据库存储以及由数据库驱动的数据曲线分析功能的小型无人机地面站监控软件。课题的主要研究内容如下:对现有无人机地面站监控软件普遍具有的功能进行了分析总结,针对实验室现有的无人机提出了一套地面站监控软件设计方案。软件设计方案充分利用了面向对象编程思想,对各功能模块进行了划分。对实验室无人机所采用的MAVLink通信协议进行了详细剖析,并在地面站软件中实现了MAVLink数据包的读取、发送、无人机与地面站之间的握手连接、飞控参数的获取以及数据包的循环读取和存储。对Web地图的生成和加载原理进行了分析,在基于Web地图的GMap.NET开源地图控件的基础上扩展了SRTM3高程数据的获取、自定义的航点图元和飞机图元、鹰眼功能、自定义的地图服务接口以及覆盖飞行路径的地图缓存若干功能,最终实现了基于Web地图的无人机地面站地图导航功能。对MAVLink中的命令点类型进行了分析总结,实现了基于导航地图的无人机航线规划以及航线的下载和发送。研究了Windows平台下基于GDI+与OpenGL图形显示技术的Windows Forms可视化控件制作方法,实现了飞行数据在地面站监控软件中的仪表显示。研究了Google Earth与KML二次开发技术,实现了无人机姿态的实时三维显示和事后三维航迹再现。实现了基于SQL Server数据库和ADO.NET数据库查询技术的无人机飞行数据存储以及由数据库驱动的飞行数据曲线分析。