GCS无人机地面控制站App开发案例

项目类型	移动端无人机地面控制站 App（iOS / Android 平板及手机）
应用场景	工业级无人机任务规划与实时飞行监控、甲烷/天然气管道泄漏巡检
核心功能	多任务航线规划 / 卫星地图航点配置 / 飞行参数设置 / CH₄浓度实时检测 / Flux计算
接入硬件	SEEKIR 无人机 + ANEMOMETER 风速仪，甲烷激光传感器
部署终端	iOS / Android 平板（现场操控） + iOS / Android 手机

一、项目背景

随着工业无人机在管道巡检、电力巡线、城市测量等场景的广泛应用，如何让非专业飞手也能快速完成复杂任务规划、在飞行中实时监控关键参数，成为工业无人机落地的核心挑战。传统遥控器界面信息量有限，无法满足多任务、多航点、多传感器的复杂作业需求。

GCS（Ground Control Station）无人机地面控制站 App 是金福来科技为工业无人机配套开发的专业地面控制软件。App 以卫星地图为基础，提供直觉化的航线规划界面，同时集成甲烷（CH₄）浓度实时监测与 Flux（通量）计算模块，专门用于天然气管道泄漏的无人机空中检测作业。

二、核心痛点分析

痛点一：航线规划操作复杂，现场配置耗时

工业巡检无人机每次作业前需要在现场配置航点、高度、速度等参数。传统方式通过遥控器小屏操作，步骤繁琐、容易出错，非专业操手难以独立完成规划。

痛点二：多任务切换缺乏管理，执行顺序容易混乱

一次现场作业可能包含多条不同线路的巡检任务，不同任务之间的切换与管理缺少系统化支撑，依赖飞手个人经验，容易遗漏或重复作业。

痛点三：甲烷检测数据无法与飞行轨迹实时关联

气体泄漏检测无人机携带传感器飞行，但传感器数据与 GPS 轨迹分别由不同设备记录，无法在现场实时叠加分析，事后处理耗时且精度损失大。

三、系统整体架构

硬 件 层 — 无人机 + 传感器

SEEKIR 工业无人机（GPS 定位 + 自主飞行） ANEMOMETER 气象风速仪（实时风速 / 风向） 甲烷激光传感器（CH₄ ppm 浓度采集）

↓ 蓝牙 / Wi-Fi 连接 ↓

应 用 层 — GCS App（iOS / Android）

卫星地图航线规划引擎 多任务管理器（Mission 列表） 实时飞行参数显示（速度、高度、方向盘） 甲烷浓度时序图 + Flux 计算模块

四、核心功能详解

功能模块一：多任务（Mission）管理

App 支持在同一次作业中创建和管理多条独立的飞行任务：

• Mission 列表：左侧面板显示当前所有已创建任务（Mission 1 / 2 / 3…），支持快速切换
• 新建与删除：通过 “+” 按钮快速添加新任务，支持删除已完成任务
• 任务独立配置：每条 Mission 拥有独立的航点序列和飞行参数，互不干扰
• 任务进度追踪：任务执行过程中实时显示当前航点位置，已经过航点自动标记

功能模块二：卫星地图航线规划

以卫星影像图为底图，提供直觉化的可视化航线编辑体验：

• 地图航点标注：在卫星地图上直接点击添加航点，拖拽调整位置，自动生成飞行路径连线
• 多种绘图工具：左侧工具栏提供多种绘制模式，支持直线、折线、多边形覆盖区域规划
• 实时 GPS 定位：显示无人机当前位置（白色圆点），与规划航线实时对比
• 罗盘与速度显示：右下角罗盘仪实时显示飞行方向，速度表显示当前飞行速度（m/s）

功能模块三：精确飞行参数配置

提供精细的飞行参数调整面板，满足不同作业场景的精度需求：

• Min / Max Altitude（最低/最高飞行高度）：以米为单位设置高度限制，保障飞行安全
• Interval（拍摄/采样间隔）：控制传感器采样频率或相机拍摄间隔
• Speed（飞行速度）：精确设定巡检飞行速度（m/s），兼顾效率与数据质量
• Cycles（巡检周期数）：支持同一航线多次重复飞行，用于数据对比验证
• Heading（航向控制）：提供 Auto 自动航向与手动固定航向两种模式

功能模块四：甲烷浓度实时监测与 Flux 计算

这是 GCS App 的核心差异化功能，专为天然气管道泄漏检测场景设计：

• CH₄ 实时浓度曲线：以时序折线图实时展示甲烷（Methane）ppm 浓度变化，同步显示噪声基线（Noise）与检测信号（Detection）三条曲线
• 激光雷达高度（Lidar Height）：实时显示无人机距地面的精准高度，用于浓度归算
• CH₄ 均值统计：实时计算当前测量段的 CH₄ 平均浓度（ppm）与标准差
• Flux 通量计算：结合风速仪数据与浓度数值，计算泄漏气体通量（Flux），支持新建测量段（New Survey）对比分析不同位置的泄漏强度
• 测量数据标注：每次 Survey 配有唯一编号，便于多次飞行数据管理与回溯

五、技术亮点

特性	说明
地图 + 传感器实时叠加	飞行轨迹、GPS 位置与甲烷浓度数据在同一界面实时叠加，无需事后数据合并处理
多硬件蓝牙集成	单一 App 同时管理无人机（SEEKIR）与气象风速仪（ANEMOMETER）两套硬件，连接状态实时显示
Flux 通量计算引擎	基于风速 × CH₄ 浓度 × 测量截面积自动计算气体泄漏通量，现场出结果，无需返回室内处理
多任务独立管理	每个 Mission 独立存储航点与参数，支持同一外业日完成多条线路切换作业，不混淆
跨平台兼容	App 同时支持 iOS 与 Android，适配平板（外业主控）和手机（移动监控），无额外授权费用

六、项目成果

✅	现场规划效率大幅提升 飞手在平板上几分钟内完成航点配置与参数设置，外业准备时间从半小时缩短至5分钟内
✅	泄漏检测现场出结果 Flux 计算在飞行过程中实时完成，现场人员立即获得泄漏通量估算，无需回室内处理数据
✅	多条线路一次外业完成 多任务管理功能支持同一天完成多段管道的分段巡检，显著提升外业作业密度

七、适用场景

• 天然气管道、LNG 输送管道的无人机空中泄漏巡检
• 电力线路、通信铁塔的定期无人机巡检任务规划
• 农业植保无人机的精准作业路线规划
• 城市地图测量与三维重建的无人机航测任务编排
• 需要传感器数据与飞行轨迹实时融合的工业检测场景