近些年来,无人机的研究和应用在世界范围内不断扩大,无人机地面控制站作为无人机系统的指挥中枢也在不断的更新和发展。本文结合实际项目背景,对无人机地面控制站的功能结构和关键技术进行研究,设计出一套具备飞行监控、航迹规划、串口通信、历史数据处理和控制参数装订等功能的无人机地面控制站软件。首先,论文在深入分析无人机及无人机地面控制站功能需求和研究现状基础上,提出地面控制站软件的总体功能设计方案,对整体架构做了概括性的描述。然后基于简洁直观的原则,利用GMS和NI虚拟仪表控件设计了飞行监控界面,为操作人员提供直观的数据显示和有效的实时控制。通过对MapX控件进行二次开发来实现无人机定位和航迹显示。制订了一套安全可靠的空地通信协议,采用第三方提供的串口类CSerialPort实现了串口通信控制。结合Access数据库和ADO访问技术实现了数据实时存储、离线查询功能。利用VC++调用MATLAB引擎的方式实现历史数处理及图形化显示。此外,根据飞行控制要求实现控制参数在线调整和编辑以提高决策效率。在无人机航迹规划算法研究方面,基于栅格法构建了规划空间模型,分析了无人机可能面临的威胁及自身约束条件,并建立相应数学模型。介绍了目前常用的几种航迹规划算法,重点研究了A*算法并对其进行改进。将无人机约束条件和自适应启发函数引入A*算法中,选择合理的代价函数,并通过MATLAB仿真验证了该算法的有效性。论文最后首先在实验室环境下对软件进行功能测试,然后联合整个无人机系统进行实际试飞试验,进一步验证了无人机地面控制站软件的功能性和稳定性,整个系统运行良好。