基于北斗的通用航空服务平台北京国泰星云科技有限公司2013年2月目录一、项目概述 (1)(一)项目研制背景及必要性 (2)1.项目研制背景 (3)2.项目研制必要性 (5)(二)项目研制意义 (8)1.推动自主卫星导航系统的民用和产业化 (8)2.为低空开放提供有效空域管理和服务保障手段 (9)3.促进通用航空事业发展，带动北斗系统应用推广 (10)二、国内外发展现状 (11)(一)国外发展现状 (11)1.通用航空的发展现状 (11)2.卫星导航在民航中的应用 (12)(二)国内发展现状 (13)1.通用航空的发展现状 (13)2.GPS在民航中的应用 (15)3.北斗在民航领域应用的探索 (17)三、项目研制内容 (18)(一)主要研制和示范应用内容 (18)1.研制目标 (18)2.研制思路 (18)3.研制内容及功能 (19)(二)主要性能指标及先进性 (22)1.通航专用北斗/GPS多模机载终端 (22)2.通用航空监视指挥中心服务平台 (25)四、项目研制方案 (27)(一)技术方案 (27)1.总体方案设计 (27)2.通航专用北斗/GPS多模机载终端技术方案 (33)3.通用航空监视指挥中心服务平台技术方案 (45)(二)关键技术及技术途径 (53)1.“云计算”技术 (53)2.机载终端高度集成技术 (53)3.基于北斗的数据压缩和传输格式 (54)4.飞行器位置判定、障碍物告警和飞行器危险接近告警算法 (55)(三)项目研制基础及可行性分析 (57)1.项目研制基础 (57)2.项目可行性分析 (58)(四)项目研制进度及实施周期 (64)五、项目投资预算 (65)(一)项目总投资及预算依据 (65)(二)项目年度投资计划 (66)六、项目组织实施方案 (67)(一)项目组织和分工 (67)1.研制单位 (67)2.试验单位 (67)(二)项目人员组成 (67)(三)项目实施步骤 (68)1.启动阶段 (68)2.规划阶段 (68)3.实施和监控阶段 (68)4.验收阶段 (69)(四)项目管理 (69)1.质量管理 (69)2.进度管理 (70)3.经费管理 (72)七、项目推广应用的社会与经济效益 (73)(一)项目推广的社会效益分析 (73)1.拓展北斗卫星导航系统的应用领域 (73)2.促进自主卫星导航产品替代进口产品，并将自主产品推向国际市场 (73)3.为低空空域管理提供新思路，推动新政策法规的研究与制定 (74)4.加强我国通航及相关产业的综合实力 (74)(二)项目推广的经济效益分析 (75)1.直接经济效益 (75)2.间接经济效益 (75)一、项目概述2010年11月14日,国务院、中央军委下发的《关于深化我国低空领域管理改革的意见》，明确提出：积极稳妥推进低空空域管理体制改革，最大限度盘活低空空域资源，促进通用航空事业健康有序发展。
低空空域是通用航空飞行活动的主要区域，进一步深化低空空域管理改革，是大力发展通用航空、公务航空、私人飞行、航空旅游和繁荣航空业的重要举措。
2012年7月8日，国务院正式发布《关于促进民航业发展的若干意见》（国发〔2012〕24号），这是建国以来国务院发布的第一部指导民航业发展的重要文件，其突出了民航业的战略性产业定位。
其中明确指出：加大低空空域管理改革的力度，大力发展通用航空。
国家把通用航空摆上了国家战略发展的地位，这也是国家对通用航空科学正确的定位。
这些强烈的政治信号和“破冰政策”改变了我国通用航空的命运，预示着中国通用航空产业革命风暴已经到来，使人们看到了低空空域有序开放后通用航空发展的辉煌前景；同时，也对于通用航空飞行器的低空空域管理和服务的技术体系和相关应用系统提出了新的要求。
卫星导航定位系统是国家重要信息基础和战略设施，对于保障国民经济的正常发展和国家安全至关重要。
我国政府已经将发展自主卫星导航系统视为涉及国家安全和国计民生的战略国策，并列入“十二五”规划中，各级政府高度重视北斗发展，从政策和资金等方面给以大力扶植。
2012年12月27日，北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其宣布，北斗系统在继续保留北斗卫星导航试验系统有源定位、双向授时和短报文通信服务基础上，开始向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务。
同时，冉承其公布了北斗系统的服务性能、标志图像、组织管理等详细情况，发布了北斗系统空间信号接口控制文件（ICD）正式版。
北斗卫星导航系统区域系统的正式应用，为通用航空采用国产自主知识产权的卫星导航系统提供了必要条件。
本项目基于通用航空对于低空空域管理和服务的多种需求，采用北斗卫星导航系统终端设备对通用航空飞行器进行实时定位和远程监控，并结合地面信息提供相关服务，提出了建立基于北斗的通用航空服务平台的系统方案。
该系统充分发挥北斗系统在定位和通讯两个方面功能兼备的优势，切实提升通用航空的低空空域管理能力和服务质量，实现北斗系统在通用航空领域的应用及产业化推广，该项目的需求迫切，应用前景广阔。
(一)项目研制背景及必要性通用航空是民用航空的重要组成部分，是指除军事、警务、海关缉私飞行和公共航空运输飞行以外的航空活动，包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动。
其在民航中的所属分类见如下图所示。
图 1 民用航空分类图通用航空飞行活动的主要区域是低空空域。
在我国，低空空域是指高度在1000米以下的非管制空域。
可以认为，在国际民航组织的空域分类标准中，低空空域对应于除了A类(绝对管制空域)，B、C类(进近管制空域)，D类(机场管制地带)等公共运输航空主要使用的空域，以及特殊用途空域(如军航训练空域、空中禁区、限制区和危险区)之外的所有空域。
通用低空空域是国家空域体系的重要组成部分。
北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。
系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
系统按照“三步走”的总体规划，“先区域、后全球，先有源、后无源”的总体发展思路分步实施，形成突出区域、面向世界、富有特色的北斗卫星导航系统发展道路。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三大部分组成。
空间段由5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星，地面段由主控站、注入站和监测站等30余个地面站组成，对星座实时业务管理。
用户段为用户自行开发的接入设备及应用系统。
系统提供授权、公开、广域差分、位置报告等四种服务。
1.项目研制背景1)我国通用航空快速发展随着我国经济持续快速增长，我国通用航空快速发展。
2011年我国通用航空年作业飞行量为502731小时，比2010年增长259.7%。
截止2011年底，通用航空器1154架，比2010年增加144架，增长14.3%。
登记注册的通用航空公司和公务机公司共有94家，与2010年相比增加了41家。
通用航空收入35461万元。
在未来十年，通用航空或迎来爆发式增长，并将带动相关产业链的迅猛发展。
据通用航空业发展报告预测，到2015年底，通用航空器将净增1124架，达到3000架，其中直升机净增71架，教学校验用飞机将净增518架；到2020年，通用航空器将增加到9000架，比2010年增长8倍。
通用航空必将成为我国经济结构调整中的“新兴增长点”。
2)国家不断推进中低空开放改革随着通用航空产业规模的日益扩大，应用领域的不断拓展，飞行种类的日益增多，飞行需求将渐趋旺盛。
对低空空域的需求与俱增，将对低空空域管理和服务提出更高的要求，国家不断出台相关政策以推进低空空域的改革。
2010年11月14日，国务院、中央军委印发《关于深化我国低空空域管理改革的意见》，指出未来将推进低空空域向民航客、货运输以外的通用航空活动开放。
《意见》指出，我国低空空域开放将经历试点、推广和深化三个阶段，并提出加强低空空域管理配套设施建设，完善通用航空服务保障体系以及加强低空空域飞行安全监控和管理等主要任务和措施。
民航“十二五”规划中也特别强调，要做好低空空域管理改革配套工作，修订《通用航空飞行管制条例》，构建低空空域法规标准体系，在深化沈阳、广州飞行管制区试点的基础上，2015年前在北京、兰州、济南、南京、成都飞行管制区推广改革试点，并在中南、东北地区进行通用航空综合改革试点工作。
民航局承诺在2015年以前，将在全国范围内推进中低空空域改革，初步形成全国一体化的中低空空域运行管理和服务保障体系。
2012年7月8日，国务院正式发布《关于促进民航业发展的若干意见》（国发〔2012〕24号），这是建国以来国务院发布的第一部指导民航业发展的重要文件，其突出了民航业的战略性产业定位。
其中明确指出：加大低空空域管理改革的力度，大力发展通用航空。
国家把通用航空摆上了国家战略发展的地位，这也是国家对通用航空科学正确的定位。
这些强烈的政治信号和“破冰政策”改变了我国通用航空的命运，预示着中国通用航空产业革命风暴已经到来，使人们看到了低空空域有序开放后通用航空发展的辉煌前景。
据相关统计，截止到2012年1月，开放的中低空空域试点地区面积已占全国陆地空域面积的31.6%。
但是，低空空域管制是导致我国通用航空发展滞后的重要原因之一。
过去，由于我国低空空域受军方管制，飞行管理体系严格，加之通用航空器制造落后、机场建设落后、飞行员短缺、运营配套服务落后等问题，我国通用航空业一直裹足不前。
因此，国家要求要做好推进低空空域管理改革的配套工作，在低空空域管理领域建立起科学的基础理论、法规标准、运行管理和服务保障体系，逐步形成一整套既有中国特色又符合低空空域管理改革发展特点的组织模式、制度安排和运行方式。
3)北斗系统已正式向亚太区域提供服务卫星导航定位系统是国家信息化建设的重要基础设施，是直接关系到国家安全和经济发展的关键技术支撑系统。
我国高度重视卫星导航应用产业的发展，并将其作为促进产业结构优化升级的重要途径和手段。
北斗卫星系统是我国自主研制建设的卫星导航定位系统，具有快速定位、双向简短报文通信和授时三大功能。
系统具有网络覆盖范围广、数据传输稳定可靠、用户终端建设周期短等优势，可有效解决偏远地区、海上和空中等特殊应用的远程数据传输、位置监测等难题。
系统除了军事应用外，同时也具有广阔的民用领域应用价值。
如可广泛应用于物流（公路运输、船舶运输、铁路运输、化学危品监管）、海上作业、空中监管、水文测报、森林防火、环境监测等众多行业。