随着小型无人机系统在航拍测绘、公共安全、电力巡检、林业防护等多领域需求的增长,相比于无人机本体的发展,小型无人机地面站系统的发展相对滞后。为了克服现有小型地面站系统模块化程度差、系统复杂、扩展能力弱的问题,迫切需要研制一套小型无人机地面站系统解决上述问题。本文主要研究了小型模块化无人机地面站系统的设计与实现。在分析了课题背景、国内外研究现状、小型模块化无人机地面站系统的系统需求的情况下,根据研究目的及技术指标针对地面站系统做出了总体方案的模块化设计及软硬件子方案设计。根据需求设计出一款具有模块化特点的小型地面站系统,其系统硬件分为操作扩展坞及平板电脑两部分。在手动模式下,通过操作扩展坞对无人机进行实时控制;在自动模式下,无人机根据平板电脑规划的航迹进行自主飞行。而后,分为软硬件两部分对实现过程进行了详尽的描述。硬件方面,主要针对操作扩展坞部分进行了详尽的电路设计及实现,实现了基于遥杆和按键等人机交互设备通过电台对无人机进行的实时控制。软件方面,基于.Net框架和GMap.Net开源地图控件实现了地面站系统中飞行监控、地图显示、航线规划等功能。本系统基于C#语言实现了两个CserialPort串口通信类,用于遥测遥控数据的收发及在手动模式下通过遥杆发送控制命令,同时在选择通信协议时采用了MAVLink小型无人机通信协议,有效地减小了系统开销,降低了系统设计的复杂度。最后对本无人机地面站系统进行了功能性验证及遥测数据的后处理,验证了系统设计的合理性、具体实现过程的有效性。本系统实现了小型地面站系统的基本遥测遥控功能。本课题研制的小型模块化无人机地面站系统已经通过了某款行业级无人机系统的联调测试,其模块化程度高、复用性强、成本低等特点对于同类型的设备研制具有一定的借鉴意义。