无人机因具备操作简便、机动灵活、对起降场地要求不高、执行危险任务不会造成人员伤亡等优势,不仅在军事领域中表现出色,在民用领域也得到了广泛的应用。作为无人机“中枢大脑”的飞行监控系统可以实现对无人机的飞行状态监测和飞行控制,深入研究飞行监控系统中应用的关键技术,对提高无人机任务执行效率和保证无人机飞行安全具有重要意义。针对目前无人机飞行监控系存在的可移植性不强、导航地图显示不够直观、不支持多无人机实时监控等缺点,在本课题中,使用包括Mav Link通信协议、通用的数据结构体、FFmpeg视频处理器、QPainter绘图工具、osg Earth地图等技术,在Qt平台下开发了一套功能完善、可移植性好、能够对多机进行实时监控的无人机飞行监控系统。首先,对无人机飞行监控系统的研究现状做了详细介绍,总结了当前飞行监控系统的特点和存在的不足,根据飞行监控系统的应用需求,确定了系统的总体设计方案和各模块功能,并对系统主界面和各模块界面进行了设计。之后,详细阐述了飞行监控系统主要功能的设计实现。一是数据通信和视频显示功能的实现,选取了Mav Link协议作为系统与无人机之间的通信协议,设计实现了系统数据收发、数据帧解析与组包、航拍视频获取与显示等功能。二是数据可视化显示与存储功能的实现,主要包括虚拟仪表和数据显示刻度尺的设计,无人机飞行三维显示和遥测数据存储功能的实现。三是导航地图加载与航迹规划功能的实现,包括三维数字地球的构建、高精度地图块的加载、航迹规划和航迹管理功能的设计实现。最后,将设计完成的飞行监控系统与无人机进行实际连接测试,测试结果表明:该飞行监控系统能够同时和多架无人机建立良好的通信连接,可以实时接收和显示无人机下传的飞行数据和航拍视频,能够利用三维模型实现无人机飞行姿态和实时位置的可视化显示,可以完成高精度地图块的加载并能够在地图上实现航迹规划功能。