无人机在民用领域的应用近年来日益广泛,如航拍、电力巡线、农业生产等,其应用的多样化也对无人机各方面性能提出更高的要求,如远距离作业飞行、任务载重、高清图像传输等。从整个无人机系统来看,地面站对于无人机稳定飞行及正常完成飞行任务作用突出。因此,本文重点研究工业无人机地面站系统通信控制、功能模块、任务规化,状态监控及相关技术。论文以实际科研项目为支撑,完成一套工业级地面站系统的设计,并按照各功能模块的划分给出实现过程,主要根据具体的工业需求从地面站系统硬件电路,图像的获取、发送、接收,到地面站的控制软件进行了研究、设计并实现。其中无人机控制系统与地面站系统的通信链路为无线通信链路,地面站与电台采用串口连接,数据的封装、发送、解析基于MAVLink通信协议,监控模块包括电子地图的加载及FFmpeg解码库的调用等。地面站控制板主控模块采用了STM32处理器,采集到控制板上状态信息通过串口发送至地面站软件,控制板上主要完成功能设置包括电台连接状态,电量状态的显示,功能按键的设置,键盘的设置完成飞控参数的写入,摇杆的设置用来调整无人机及云台的姿态等;图像传输方面主要对图像的获取、编码、发送与接收进行了研究,实现了对HDMI信号的接收,对不同的视频编码进行比较选择了H.264编码标准,完成TS视频流的传输,通过网口连接图传电台至地面站,由地面站软件解码实时播放视频;地面站控制软件根据功能模块从软件界面、状态监控、指令控制、数据通信、数据存储等几个方面进行设计,基于.Net平台Visual Studio2013编译环境采用C#语言编程实现。该地面站系统的设计立足于工业应用高压电缆的巡检,经过测试能够保证不低于2KM通信距离,图像传输时延低于350ms,地面站箱的重量在20KG以内方便携带,无人机能根据地面站发送的控制指令实时调整姿态,实时传回视频影像,地面站软件可以实时显示飞行器飞行姿态,电子地图支持航点的编辑,支持航迹任务的写入。地面控制板上指示灯能显示电量正常与否,OLCD屏显示电台连接状态。经过飞行任务测试,整套地面站系统能够满足工业设计需求。