技术开发单位 沈阳航空航天大学
适用范围
针对重大自然灾害、突发事件、地震、森林消防灭火救灾、院前医疗急救等事故与灾害发生时，交通不畅、通信中断和空地协同应急救援的实际迫切需求，结合我国对建立应急救援航空体系的战略规划，研制并开发了空地协同的通用航空应急救援信息化系统平台。
本系统平台综合运用信息技术，能迅速感知现场态势、快速提供应急救援辅助决策、形成空地协同的有效力量联合实施应急救援，满足应急响应需求，在防灾救灾、人员救治、突发事件应急处置、远程信息化指挥决策、恶劣环境条件下的应急指挥通信等领域具有良好的推广应用前景。 成果简介
该平台综合运用我国的北斗卫星导航/光电视频画面获取/北斗卫星通信/航空监视/互联网/地理
信息系统/人工智能深度学习等信息技术，实现基于手持/车载/机载终端、地面交通、空中通航飞行器、监控中心等空地协同的应急救援信息化系统。
平台针对空地协同的多网融合技术、数据组网、智能目标检测与识别技术、卫星导航定位完好性监测与性能评估等多项关键性技术难题取得了明显技术突破和创新，形成了多项具有自主知识产权的创新性成果。
系统硬件平台主要由应急救援信息化综合处理服务器、信息处理终端及信息获取传感器构成。系统软件集成了人工智能深度学习的目标识别算法、GIS地理信息处理算法、指挥调度信息传输算法、北斗卫星/ADS-B/无线网络等链路的自适应切换算法。
关键技术
1、研发了基于空地协同的通用航空应急救援信息化系统
利用北斗/GNSS卫星导航系统对通用航空飞行器目标进行定位，采用ADS-BOUT/IN广播/感知通用航空飞行器态势，首次提出基于ADS-B/北斗短报文/无线网络链路互补的低成本无盲区监视新方法以突破空域环境限制，通过多网融合实现了对通用航空飞行器的全空域、
全时域无缝监视，在事故与灾害发生时，能迅速知道指定范围内有多少地面和航空力量可以实施应急救援，形成态势画面，并及时协调相关部门，快速开展救援。保障了任何环境条件下，指挥中心对通航应急救援力量态势的全方位了解与指挥通信的畅通。
2、研发了智能目标检测与识别技术
采用改进的CNN相结合的算法对于航空器采集图像的光谱结构、空间信息等多属性特征进行深度学习和优化，通过多任务学习机制充分利用隐含在多个相关任务训练信号中得特定领域信息，实现无监督自动多属性特征提取。对于CNN提取处理的目标特征向量及边界向量，采用支持向量机算法实现对于目标的检测与识别。
3、研制了北斗卫星/ADS-B/无线网融合的便携式一体化装置
融合北斗短报文、ADS-BOUT/IN、无线网链路互补特性，开发了通信链路信号质量监测与无线链路自适应切换技术，研制了便携式一体化装置，实现了对通航飞行器的免监视和周围态势感知，服务于监控中心的指控调度命令的双向通信，为执行人员获得指挥中心的指令以及监控中心科学决策提供感知信息。
主要技术指标
（一）本地ADS-B地面站感知距离最远可达300km，ADS-B接收机天线端口灵敏度：≤-87dBm；
（二）具有受灾区域快速图像获取、视频实时传输功能，对地面人员及特定标识检测识别准确率：≥90%；
（三）监视信息更新率为0.5s-60s；
（四）单条北斗短报文的传输信息量提高为压缩前的8倍；
（五）具有RAIM功能，完好性风险小于1×10-7/小时；
（六）具有本地PC信息服务、网络web信息发布、APP信息共享功能；
（七）具有通用航空飞行器广域态势感知、防撞和避碰预警功能；
（八）具有监视数据的存储､分析、回放等功能；
（九）多个节点的ADS-B数据组网实现广域通用航空飞行器航空态势监视；
（十）北斗/ADS-B/无线公网多网融合实现无缝监视。
（十一）通信链路具有自适应切换能力，在恶劣环境下，链路保持正常通信生存能力强。
获奖情况
1、辽宁省人民政府，2018年度辽宁省科学技术进步二等奖（成果第1完成人），基于多网融合的通用航空飞机导航监视系统及其关键技术，沈阳航空航天大学，辽宁通用航空研究院共同完成。
2、中国航空学会，2017年中国航空学会科学技术一等奖，锐翔电动飞机（RX1E）及其关键技术，沈阳航空航天大学，辽宁通用航空研究院共同完成。
鉴定情况
1、中国航空学会技术鉴定，广域低空空域航空态势北斗/ADS-B监视系统及其关键技术，鉴定结论：项目成果处于国内领先、国际先进水平。符合中国国情，具有巨大经济和社会
效益。
2、中国航空学会技术鉴定，锐翔电动飞机（RX1E）及其关键技术，鉴定结论：国内领先、世界先进水平。
知识产权情况
1、发明专利：一种通用航空飞机导航监视方法和装置，ZL201410749216.8；
2、发明专利：一种GPS双卫星故障的RAIM方法，ZL201410748809.2；
3、发明专利：一种粒子滤波RAIM方法的FPGA实现方法，ZL201410747330.7；
4、登记软件著作权：通用航空飞机监视ADS-B报文解析软件V1.0， 2017SR343458；
5、登记软件著作权：卫星导航接收机自主完好性监测软件V1.0， 2018SR209923；
6、登记软件著作权：通航飞机飞行态势ADS-B监视终端显示软件V1.0，2019SR0458434。
项目资助情况
1、国家自然科学基金：基于粒子滤波算法的高精定位航空GPS接收机自主完好性监测方法研究（61101161）；
2、辽宁省自然科学基金：通用航空飞机通信导航监视系统多网融合技术研究（2013024003）；
3、某部某基金科研项目：基于粒子滤波的***导航定位精度和完好性监测方法研究（2011ZC54010）；
4、某部某专项科研项目：轻型电动飞机***关键技术研究（MJ-F-2012-05）子课题：通用航空飞机导航监视系统；
5、辽宁省博士启动科学基金：GPS信号可用性、可靠性和定位精度综合评价方法及其在ITS中应用研究（20101081）。
应用情况
1、本系统在应急救援现场的空地协同应急救援指挥信息化、通用航空应急救援、协同/非协同类的无人机管控方面，对提高人机协同应急处置能力具有重要的支撑作用。而且，对大幅度提高通航飞行器飞行作业安全，推动我国低空空域管理的信息化水平具有重要的作用。
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