SkySharpGCS

一、 問題描述 (Symptoms)
在開發 SkySharp GCS 過程中，發現無人機高度與速度顯示出現以下異常：

數值「打折」：實際高度為 20m 時，UI 僅顯示約 10m；RTL 高度 30m 時，UI 僅顯示約 15m。

數值抖動：顯示數值在兩個區間內劇烈跳動，不穩定。

負值誤差：降落鎖定（Disarm）後，高度出現 -8m 等不合理的誇張誤差。

二、 根本原因分析 (Root Cause)
問題核心在於 「數據源污染 (Data Contamination)」 與 「C# 濾波器特性」 的連鎖反應。

1. C++ DLL 的數據衝突 (The Logic Bug)
MAVLink 協議會同時發送多種包含導航資訊的封包，而 DLL 中的處理邏輯存在缺陷：

VFR_HUD (ID 74)：提供地速與空速，但原程式碼將其中的「相對高度」欄位寫死為 0。

GLOBAL_POSITION_INT (ID 33)：提供準確的「相對高度」。

在舊版代碼中，C++ 每收到一個封包就創建一個全新的 VehicleNavInfo 對象傳給 C#。這導致 C# 在極短時間內交替收到：

來自 ID 33 的正確高度（例如：20m）

來自 ID 74 的錯誤高度（固定為：0m）

2. C# 濾波器的平均效應 (The Averaging Trap)
在 MainWindowViewModel 中，為了平滑數據使用了濾波係數（FilterAlpha = 0.2）。 當濾波器不斷接收到 20, 0, 20, 0 這種震盪數據時，其數學特性會趨向兩者的平均值，因此高度變成了 10m 左右，且因為數據權重不斷切換而產生劇烈跳動。

三、 來龍去脈 (Sequence of Events)
數據產生：無人機發送遙測封包。

數據傳遞：C++ DLL 攔截封包，但因為沒有「記憶」功能，導致 VFR_HUD 封包不斷用 0 去覆蓋正確的高度數據。

數據融合錯誤：C# 端的濾波演算法將「正確值」與「歸零值」進行加權平均，產生了數值減半的假象。

降落偏差：降落時，由於濾波器內仍殘留被污染的數據權重，加上氣壓計微小飄移，最終導致計算結果偏向負值（-8m）。

四、 解決方案 (The Final Solution)
1. C++ 端：實施「靜態快取機制 (Static Caching)」
核心改動：在 DLL 中建立一個全域/靜態變數 g_latestNavInfo。

當 VFR_HUD 進來時，只更新速度欄位，保留高度。

當 GLOBAL_POSITION_INT 進來時，只更新高度欄位，保留速度。

結果：傳給 C# 的結構體永遠包含所有欄位的最新「正確值」，不再包含寫死的 0。

2. C# 端：實施「數據合法性過濾」
核心改動：

零值過濾：如果高度與速度同時為 0，視為無效數據不予處理。

冷啟動同步：第一個封包直接賦值（跳過濾波），避免從 0 開始爬升產生的初始延遲。

鎖定重置：當飛機 Disarmed 且高度接近地面時，強制歸零，消除氣壓計殘留偏差。

五、 結論與建議
遙測數據處理應遵循 「各司其職、狀態保留」 的原則。不同協議封包之間應該是互補關係，而非覆蓋關係。未來增加新的 MAVLink 訊息時（如風速、電池狀態），也應採用此「快取合併」模式，以確保數據的連貫性。