基于Android系統和高德LBS服務的互聯網+無人機位置報告系統設計

趙相淳

摘要：本項目“互聯網+無人機位置報告與監視系統開發”，針對無人機可飛行區域監控問題，設計基于“互聯網+”技術的衛星定位無人機位置報告與監視系統。建設機載硬件系統，使用Java程序設計語言、Android系統框架、高德LBS服務開放平臺提供的位置云服務與API設計Android應用程序。為空管部門提供超低空可飛行區域運行的輕小型民用無人機位置信息監視方案和系統，確保民用航空的運行安全。無人機駕駛員/空管部門皆可利用搭載Android系統的智能設備即可實現無人機位置報告/監視，無需地面監視站或雷達設施，降低成本，實現監視信息網絡化，輕巧實用。

關鍵詞：Android系統;高德LBS服務;無人機監視;互聯網+

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）09-0101-02

0 引言

進入新世紀后，民用無人機呈現井噴式發展，同時帶來了無人機監管問題。對于輕小型民用無人機，傳統的雷達或ADS-B監視系統成本過高，需要地面建站，無人機可飛行區域覆蓋不完整，實際效果可能差強人意。將“互聯網+”技術與無人機飛行相結合，將有效提高無人機監視能力，規范無人機監管機制。

1 相關技術

1.1 Android系統

Android系統是由Google公司開發的，基于Linux的自由、免費開源的移動平臺操作系統[1]。

Android系統架構自頂向下分為應用層、應用框架層、系統運行庫層、Linux內核層，提供活動、服務、廣播接收器、內容提供程序四大組件以及豐富的系統空間和SQLite數據庫供開發者開發出功能豐富的應用程序[2]。

1.2 高德LBS服務

高德開放平臺是國內技術領先的LBS服務提供商，高德地圖API/SDK是一套為開發者提供的地圖應用程序接口，提供了定位、地圖、導航、地理圍欄、位置搜索、周邊檢索、地理編碼及逆地理編碼、實時路況、軌跡管理服務等豐富功能。開發者通過調用開發包或接口即可實現以上功能。使得LBS應用的開發過程更加容易[3]。

2 無人機位置報告系統的設計與實現

2.1 系統組成

系統由機載端、監控端和云服務平臺三大部分組成。

（1）機載端：機載端硬件系統包含GPS/北斗模塊、GSM移動網絡模塊、天線和電源。搭載Android嵌入式智能操作系統，安裝并運行機載端位置報告應用。

（2）監控端：監控端選用Android智能設備，安裝并運行監控端應用。

（3）云服務平臺：由阿里云服務（高德開放平臺）提供云數據與計算服務，包括地圖數據、逆地理編碼服務、獵鷹軌跡管理服務等。

2.2 系統總體架構與工作原理

互聯網+無人機位置報告系統采用C/S（Client/Server客戶端/服務器）架構模式，系統總體架構如圖1所示。

機載端作為客戶端，以GPS/北斗模塊（全球定位系統模塊）接受衛星信號并計算衛星定位的位置信息，調用高德定位API，通過阿里云服務（高德開放平臺）提供的云計算服務進行地理/逆地理編碼，獲取完善定位結果，并可脫機實現地理圍欄功能。通過GSM模塊（全球移動通信系統）的4G移動通信網絡將飛行軌跡上傳至阿里云服務（高德開放平臺）提供的獵鷹軌跡管理服務器中儲存[4]。通過對地理圍欄狀態的監聽，可同時額外直連相關單位監控端服務器以JSON格式實時上傳飛行數據并監聽可能收到的指令。

監控端調用高德地圖API獲取地圖數據并繪制顯示，保持待命等待可能的機載端連接請求。機載端連入后，實時接收機載端傳入的飛行數據，在地圖上動態繪制無人機位置及顯示航行諸元并可向其發送指令。此外，監控端可隨時根據需求選擇不同方式（如根據終端號或空間檢索）向獵鷹軌跡管理服務查詢任意時段的軌跡數據。監控端在獲取地圖數據及向獵鷹軌跡管理服務器查詢時作為其客戶端，同時作為機載端可連入的服務器，具有雙重性質。

3 結語

當前“互聯網+”技術已與現代航空信息技術、交通信息技術緊密相連。本文基于Android系統和高德開放平臺提供的LBS服務設計互聯網+無人機位置報告系統，以輕量化、網絡信息化、成本低廉的方式應對輕小型無人機監控問題[5]。空管部門及執法單位可隨時根據不同需求以多種方式查詢軌跡信息，并實時監控機場周邊、保護區/限制區。這種數字化、網絡信息化的模式也將一定程度上方便對無人機的監控。

參考文獻

[1] 郭霖.第一行代碼——Android[M].北京：人民郵電出版社，2016.

[2] Google.開發者指南[Z].2020.https：//developer.android.google.cn/guide.

[3] 高德開放平臺.開發文檔[Z].2018.https：//lbs.amap.com/.

[4] 童宇軒，田澤安，鄧輝球.基于Android的大學物理移動學習平臺設計及應用研究[J].大學物理，2019，39（04）：48-52+72.

[5] 鄭曉真，陳章斌.基于Android移動平臺的校園微地圖導覽系統設計——以福外校園為例[J].計算機產品與流通，2020（03）：172-173.