1) 三维实景还原技术
虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。目前市场上主流开发引擎有两种Unity 3D和UE4。
Unity 3D由于内建工具不够完善，渲染效果差，光照系统糟糕，阴影显示有Bug，只能勉强达到2A级游戏入门水平。其次对于控制器的支持较差，一些如手柄震动、VR控制器空间定位的功能引擎未集成。
Unreal Engine（虚幻引擎）是由EPIC公司开发的一款开源游戏引擎，占有全球商用游戏引擎80%的市场份额，是目前世界上最知名的顶尖游戏引擎，而且Unreal Engine目前已经开源。Unreal Engine是一个非常强大且实用的游戏开发引擎，目前世界上已经有许多知名2D、3D、手机、网页游戏如《虚幻竞技场3》、《剑灵》、《蝙蝠侠》、《无尽之剑》等是使用Unreal Engine做出来的。Unreal Engine提供一个高度模块化、可扩展、可升级的机构，内容创建、产品维护、升级变得相对简单。在EPIC公司不断开发和完善下，Unreal Engine成为一个非常强大且具有创造力的引擎，它包含了大量的开发工具套件如AR插件、VR插件、GPU级粒子系统、强大的材质编辑器、光照和物理渲染系统等。
虚幻引擎拥有全新的DirectX11渲染系统，该渲染系统可以提供全局光照、半透明光照，反射、延迟着色等渲染效果，还拥有GPU级粒子系统和强大的材质编辑器，可以预先构建框架，进行百万级渲染，可以让开发出的游戏画面效果达到3A游戏画面水准。
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本项目使用UE4虚拟现实引擎结合DirectX11渲染系统对无人机训练场景进行渲染，为无人机操作员提供逼真的视觉感受。为了使无人机训练更接近真实训练场景，需要使用物理引擎对无人机运动进行物理仿真，Unreal Engine使用PhysX3.3物理引擎来驱动它的物理仿真计算。对无人机质量、重力、速度、各种摩擦力、磁力和空气阻力等进行建模来模拟无人机与环境之间的物理作用和物理运动。由于该物理引擎是开源的，将无人机模型与无人机运动模型应用到物理引擎中，可以使无人机飞行更接近实际飞行过程，更具有代入感，提高训练效率。
基于AirSim的半实物飞行模拟器
AirSim是微软开源的一个跨平台的建立在UE4上的无人机及其它自动移动设备的模拟器。它支持硬件在飞行控制器的物理和视觉逼真模拟。它被开发成一个UE4插件，可以便利的放到任何想要的虚幻环境中。该模拟器创造了一个高还原的逼真虚拟环境，模拟了阴影、反射等现实世界中容易干扰的环境，让无人机不用经历真实世界的风险就能进行训练。AirSim的目标是作为AI研究的平台，以测试深度学习、计算机视觉和自主学习增强算法。为此AirSim还公开了API，以平台独立的方式检索数据和控制无人机。
基于AirSim的飞行模拟器，采用Airsim+真实无人机遥控器进行半实物飞行特性仿真，模拟无人机飞行的真实物理状态，并采用真实的无人机遥控器进行控制，逼近真机的操作感，飞行操控涵盖目前常用的四旋翼、六旋翼、八旋翼机型。
三维模型交互实现
为了实现真正的模拟仿真，通过使用UE的漫游特征，来实现机体及场景的展示，利用飞控集成Airsim的方式实现飞行器特性的模拟。基于微软AirSim构建真实场景下的飞行器驾驶环境，提供逼真的环境，模拟无人机的动力和传感，给予使用者最真实的操作感受。
真实业务场景的搭建
采用3A级 3D引擎，进行精确建模与实景还原,对反恐侦察、搜寻救援、巡逻监视、防暴搜捕、突发事件处置等任务场景进行精细建模。并将构建的三维模块导入到三维引擎UE中，三维场景具有可视化界面友好。通过对典型应用场景，任务流程、操控要求的还原，供操作人员反复演练。提高操作人员对突发事件处置能力。
环境影响因素集成
究不同种类常用无人机在复杂环境条件下（风、雨、雾、尘）飞行特点及这些不利因素对无人机飞行性能及操控的影响以及突发意外情况（电磁干扰、气象变化等）员工应对策略与技能，得到无人机在不同环境下飞行参数。将这些参数融入到仿真系统中进行调校，还原真实高海拔无人机巡线操作。提升工作人员在突发情况下的紧急应对能力。基于微软AirSim模拟无人机飞行特性，利用 AI 技术，提供逼真的环境，模拟无人机的飞行特性，给予使用者最真实的操作感受。
VR与仿真交互集成
将VR技术与无人机应用技术相结合，以头戴式设备为主要输入工具,使学生完全被虚拟场景包围，同步实时空间定位。沉浸式体验真实无人机作业场景，增加教学效果。
1）基础训练模块
CAAC无人机驾驶员培养标准分为地面理论训练大纲和实践飞行训练大纲2部分。其中地面理论训练大纲包含民航法规与空中交通管制、无人机概述与系统组成、空气动力学基础与飞行原理、结构与性能、通信链路与任务规划、航空气象与飞行环境、无人机系统特性与操纵技术、无人机飞行手册及其他文档等8个方面的内容；实践飞行训练大纲包含模拟飞行、无人机拆装、维护、维修和保养、地面站设置与飞行前准备、起飞与降落训练、本场带飞和单飞、紧急情况下的操纵和指挥等6个方面的内容。
项目配备无人机基础技能训练模块，设计基础技能操作，进阶飞行技能操作并根据CAAC取证要求，设计无人机起飞、降落、悬停、8字飞行等CAAC飞行技能，满足学员由基础飞行技能训练、进阶飞行技能训练以及CAAC考试训练的培训需求，提升教学效率的同时极大的降低因训练失误导致的炸机损失。
基础操控：支持GPS飞行模式/姿态增稳模式；单通道悬停：GPS飞行模式/姿态增稳模式，可切换俯仰、副翼、可切换单通道四面悬停（支持一键切换对尾飞行训练、对头飞行训练、对左侧飞行训练、对右侧飞行训练）。双通道悬停：可切换俯仰、副翼、可切换双通道四面悬停（支持一键切换对尾飞行训练、对头飞行训练、对左侧飞行训练、对右侧飞行训练）。
1+X初级应用：具备无人机起飞、降落、悬停、四边航线等飞行技能。具备飞行训练航迹显示与隐藏功能并可一键清除，具备并支持飞行训练时间与成功次数等训练成果展示。
2）无人机装调模块
（1）无人机拆装：
支持教室及无人机组装场地两种三维场景，具备无人机认知，组装引导，组装练习及组装考核功能；包含四轴多旋翼机型进行拆装；无人机认知支持爆炸分解和组合两种形态，并支持高亮展示结构零部件，同时通过语音介绍部件功能以及作用；支持组装零部件混淆功能，每次进入组装自动进行混淆；
（2）无人机拼装
支持Phantom 4、M600、M300、T30、Mavic 3、M30T等不少于6种大疆系列无人机的组装与拆解，包括无人机电池、桨叶、机臂、脚架、云台等典型无人机部件的组装与拆解。
不同种类常用无人机在复杂环境条件下（风、雨、雾、尘）飞行特点及这些不利因素对无人机飞行性能及操控的影响以及突发意外情况（电磁干扰、气象变化等）学生应对策略与技能，得到无人机在不同环境下飞行参数。将这些参数融入到仿真系统中进行调校，还原真实高海拔无人机巡线操作。提升工作人员在突发情况下的紧急应对能力。基于微软AirSim模拟无人机飞行特性，利用 AI 技术，提供逼真的环境，模拟无人机的飞行特性，给予使用者最真实的操作感受。
电力基础教学模块，学员可完成铁塔基础知识认知，学习输电及配网线路基础知识，了解电网及行业内关于机巡的规程及法规。
1）输电线路巡检模块
进行常用电压等级及塔型：220kV、500kv（直线塔、耐张塔）等线路，依据《架空输电线路无人机巡检影像拍摄指导手册》进行典型塔型巡检流程制作与还原。
依据电网机巡拍摄规程及相关电力行业的标准，根据巡视数据方法，制定仿真作业拍摄数据质量评定方案，可根据训练中工作人员拍摄照片是否符合巡视处理要求进行判定，实时对学员拍照成像距离、焦距、角度进行检测，判定拍摄照片质量是否合格。使得工作人员在训练中掌握机巡拍摄技巧，拍摄出最适合数据处理的机巡照片。
2）配网线路巡检模块
支持配网线路10kV耐张塔、10kV双杆台变、10kVT接线路直线杆、10kV终端杆、10kV直线杆等典型杆塔巡检仿真培训；支持典型10kV配网线路巡检仿真培训。
10kV配网支持直线塔、耐张塔、台区等不少于5种杆塔类型；支持导线，绝缘子，耐张线夹，横担，拉线、变压器、柱上开关、跌落式熔断器等不少于8种金具设备细节展示。
3）动态缺陷库
动态缺陷设置：设置输电线路巡线中常见的缺陷，内置动态缺陷库，包含鸟巢、绝缘子自爆、杆塔异物、杆塔锈蚀、相序牌倾斜、相序牌脱落、绝缘子严重污秽、悬挂飘浮物、销钉脱落、均压环倾斜、防震锤跑位、防震锤脱落、防震锤变形、螺栓松动等14种常见缺陷，可随机在巡检中出现，给与操作人员真实的电力巡线场景。
4）输配电线路设备认知模块
支持配电线路瓷绝缘子、横担、抱箍、楔形线夹、瓷柱绝缘子、复合绝缘子、刀闸、并沟线夹、熔断器、避雷器、横担撑脚、电杆等设备认知及缺陷呈现。
1）野外搜救模块
野外搜救时间紧急，错过最佳时机会导致搜救目标生存率大幅降低，搜救任务往往发生在山区、林区，交通不便，地形复杂，开展工作需要耗费大量准备时间和人力，夜间工作难度更高，搜救人员自身安全难以保障。
本模块通过真实还原搜救场景（具备山区、林区等场景选择），引导学员选择合适的无人机负载设备，通过夜视仪、热成像相机等设备突破光线限制，获取人员信息。培养学员精准搜救能力。
2）水上救援模块
地震、泥石流、洪水等自然灾害发生后，灾区交通被损毁，无人机已承担起运送救援物资的重要任务。
通过真实还原灾害场景，设置救援任务，引导学员挂载补给物资，操作无人机给被困人员投递补给，培养学员精准救援能力。
3）侦察飞行
遵循《UTC无人机应急消防技术课程》实操考核流程，还原实操考核场地部署，设计无人机安全起降、视距内飞行、超视距飞行训练流程。
4）航拍侦察模块
采用真实遥控器操作御2、M300 RTK等无人机，搭载可见光、红外相机在虚拟仿真训练场景中模拟进行无人机定点悬停训练、红外热源搜寻打点训练及可见光拍照训练，还原UTC无人机应急消防课程训练全过程。
系统支持无人机障碍网、龙门障碍穿越飞行，模拟实际废墟场景，实现搜寻危险品标示、红外热源打点、无人机全景图拍照全过程仿真，提高无人机操作人员危险环境飞行操作技能。
5）精准抛投模块
系统支持无人机物品交互式挂取、抛投操作，训练无人机操作人员抛投物品挂取位置、挂取方式，通过无人机挂取矿泉水瓶抛投不同直径铁桶、无人机挂取游泳圈抛投救援操作，提高操作人员无人机抛投技能水平。
支持校园、城镇、灾区、山地等不少于4种测绘场景训练，提供场地勘测、像控点布设与测量和航线规划三大测绘作业流程的模拟仿真，还原大疆无人机遥控器操作界面。支持区域天气设置，包含风向（东风、西风、南风、北风、东南风、东北风、西南风、西北风），风速（1-9级），气象（雨、雪、雾、尘），光照等天气条件设置。支持建图航拍、倾斜摄影2种航线规划方式选择，展示历史航线规划信息数据。支持飞行航线规划、飞行高度、飞行速度、重叠率、边距、航向等参数设置。支持航线任务信息展示，主要展示航线长度、航线任务预计时间、航点、照片、测区面积信息。支持虚拟数据在ContextCapture、Pix4D等软件上进行后处理，可实现测绘应用内外业全流程的仿真培训。
支持小麦、玉米、水稻、果树等典型无人机农业植保场景作业，跟进不同作物进行防治作业策略训练，还原作业环境评估，药剂调配，任务规划，作业实施等植保作业流程，设置无人机植保功能模块提供模拟无人机植保作业操作流程，步骤引导式操作流程、手动作业模式、全自动作业模式，支持手动作业、AB点作业、全自主作业等真实作业模式。
遵循《UTC无人机运载技术培训标准手册》实操考核流程，还原实操考核场地部署，设计无人机上货、挂载、卸货训练流程，支持无人机降索、收索功能；支持训练/考核模式；训练模式支持步骤列表显示、无人机炸机复位提示、训练任务结算；考核模式支持训练任务结算；