南京模拟技术研究所 辛海洋 彭 飞

一种基于A R M+F P G A的无人机地面测控系统设计与实现

南京模拟技术研究所 辛海洋 彭 飞

本文基于ARM+FPGA的嵌入式架构，实现单测控站对多目标无人机的可靠控制。其中，ARM微处理器主要负责各无人机GPS/北斗数据的解算，通过解算得到的方位角、俯仰角、天线阵列单元编号信息，完成对无人机的跟踪；FPGA作为协同处理器，一方面提供RS232/RS422/SPI数据接口和时序控制，另一方面完成无人机遥测、遥控数据的高速处理。整个系统采用TDMA（时分多址）的方式，通过对每个通信时隙的精确控制，实现单站远距离多目标无人机的可靠测控。本设计能够实现一站最多9架无人机的同时测控。

ARM；FPGA；无人机；TDMA

0 引言

测控系统作为无人机系统的重要组成部分，主要完成对无人机的遥控、遥测、跟踪定位，实现对机载任务载荷的远距离操纵以及侦察信息的实时传输、监视、记录及分发。在多无人机协同作战技术快速发展的今天，测控系统的工作方式也由一站一机，发展到一站多机。

1 设计原理

本文主要对一站多机的无人机测控地面测控系统实现进行介绍。该系统采用电扫描技术，对无人机具有TDMA(时分多址)+频分+空分的精确控制功能（如图1所示）。通过划分时隙，在每个通信时隙内，完成多组数据的交互。再通过ARM控制解算，完成对个无人机的精确跟踪，实现远距离多目标无人机的可靠测控。

地面测控系统采用ARM+FPGA的嵌入式架构。其中，ARM微处理器采用STM32 Cortex-M3芯片，FPGA采用Xilinx Spartan6系列芯片。……