摘要:本篇文章对基于北斗的海上失事飞机救援系统进行了提出，而这种救援系统包括了遥感系统、声纳系统、北斗卫星系统、综合舰桥系统等。当飞机失事进行搜救时，通过搜救飞机在海面上盘旋，利用机上的摄像头、光热传感器、图形处理模块实现对飞机失事地点的定位；定位成功后，投下特定的浮标来确定水下失事目标位置并通过飞机传送给指挥中心，然后指挥中心通过派遣救援船只来完成打捞和搜救，大大提高了对海上失事飞机搜救的效率和时效性。
关键词:北斗卫星系统；海上失事飞机；救援系统；声纳系统；浮标
引言
伴随着马航客机神秘失联的事件发生之后，虽然国家对于搜索失联客机也投入了相当大的人力、物力和财力，但是我国对近海和浅海等已经确定的目标实以搜寻和搜救为主的海上探索救援能力，对一些范围较大的海上搜索还是存在着一定的局限性，难以适应这种不确定的飞机失事搜索救援。随着我国北斗卫星系统近几年的发展并正式提供公开服务，对于北斗海事应用工作取得了非常大的进展。北斗系统具备非常高精度的定位以及授时服务，其中精密的导航技术以及短报文通信功能可以为海上失事飞机的搜救工作提供新的方式，北斗系统已被国际海事组织纳入并向国际海事界内提供导航服务。
1.海上失事飞机救援系统
基于北斗的海上失事飞机救援系统：通过搜救飞机对海面进行搜索确定失事点，然后投下特定浮标对水下残骸进行搜索，通过北斗技术进行定位并将搜索到的相关讯息快速反馈给指挥中心，指导搜救船只快速前去搜救。这个系统主要围绕着北斗技术来展开的，将北斗卫星的定位、授时、导航、通信等功能进行充分的利用，有着精确和高效的优势。
该系统可以被分为四个部分：遥感系统、浮标系统、定位接收子系统、海上搜救指挥系统。遥感系统主要用于搜救飞机进行海面目标搜寻，安装北斗卫星定位装置的搜索飞机在海面上对失事目标进行搜索，机上安装的摄像头、光热传感器、图形处理模块等可以使用遥感技术来对海面的目标进行识别；浮标系统在搜救飞机确定失事位置后投放，浮标的水下部分组成声纳系统，可以对水下的目标实施定位，浮标的水上部分可以与搜救飞机通信以及进行北斗定位等；定位接收子系统主要用于飞机与指挥中心、船只之间、搜救船只与浮标、搜救船只与指挥中心等的通信，实现各个平台之间的时间同步和通信；海上搜救指挥系统由多只搜救船只组成，指挥中心与搜救船只、搜救船只与浮标之间可以进行通信，规划最优的搜救路径，实现快速搜救。
2.海上失事飞机的定位
靠肉眼辨别远距离的目标非常的困难，将遥感技术应用到海面失事飞机等目标搜索的工作中会非常的方便。遥感技术具备扫描成像的功能，利用不用的传感器来对海面上的相关图像信息进行获取，对失事飞机搜寻有着很大的帮助。最近这几年，遥感图像信息呈现出了三高和三多的趋势：三高包括了高时间分辨率、高光谱分辨率、高空间分辨率；三多包括了多角度、多传感器、多平台；通过几何处理、图像辐射处理、图像判读等为代表的计算机图像处理方法来完成图像的自动识别，将地理信息和北斗卫星系统结合起来，可以对目标的定位更加高精度，可以对搜救船只实施引导和通报完成海域搜索。
当飞机发现目标之后飞行到目标地点，投掷特别制作的浮标。浮标可以保持着直立的姿势悬浮在水面，浮标筒内的天线伸出海面，通过北斗接收机接收北斗卫星信号完成自身的定位。浮标的水下部分装备有声纳系统，通过发射和接收水声信号可以对水下目标进行精确定位。浮标内部数据处理模块将北斗定位、水下目标位置等相关信息进行数据处理，可通过无线通信模块和天线向外部发射，也可通过北斗接收机的短报文功能向外部发射，当飞机平台或其他平台收到了相关的讯息，经处理后可以确定浮标和水下目标的准确位置。
浮标由浮标体、北斗接收机、无线通信模块、发射天线、数据处理模块、声纳系统、电池、姿态调整系统等组成。浮标体主要实现浮标内部部件的防护以及海面漂浮；北斗接收机通过卫星导航信号实现浮标自身精确位置的标定，也可将浮标相关信息通过短报文功能发送出去；无线通信模块用于将浮标相关信息转换为无线电信号，通过天线发射出去；数据处理模块主要用于浮标相关信息的处理，数据存储、流程控制和电源管理等；声纳系统主要用于完成水下目标定位，由多个浮标组成和卫星星座类似的海面动态测量基准，浮标之间可通过无线电通信进行数据交换，一般水下目标需要接收4个以上的浮标测距信息，通过精确的授时和计算处理实现对水下目标的精确定位；电池用于给浮标进行供电；姿态调整系统用于根据风浪和水流所引起的浮标摆动，实时完成浮标的坐标修正[1]。
搜救飞机设有数据处理平台，其中包括了无线通信收发机、控制计算机、显示器、信号接收终端等，可以将浮标发送回来的信号进行处理和储存，并且发送给指挥中心。
对于卫星导航定位系统没办法在水下进行使用的问题，本系统中使用水声定位来实现水下目标的搜索和精确定位。水声定位系统可以用在局部区域精准定位以及导航系统当中，在海域里面通过多个水声接收器和应答器的分布来完成基元的构成。通过基元之间的长度可以分成长基线系统、短基线系统和超短基线系统。长基线系统的定位和水的深度没有关系，在工作范围内较大的情况下精度较高，但是结构布阵复杂，应用成本也非常高；短基线系统的定位精度在长基线和超短基线之间，安装较为简单，不用进行海底基阵的建立，使用也非常的简单，但是内部的基元很容易受到载体自身的噪声影响[2]。本系统采用较为合适短基线系统进行浮标布阵。
3.北斗卫星通信和导航
北斗卫星导航系统作为我国自主研发的全球卫星导航系统，按照国家的发展战略正在稳健前行。和其他的导航系统相比，北斗系统采取的是空间混合星座，对亚太地区星座布局可有效进行改善。北斗系统最大的特色就是导航和通信，其具备有源导航定位、短报文通信、位置报告功能。短报文通信作为北斗系统中一个核心功能，可以实现点对点的双向通报，对于指挥端也可以实现一点对多点的通播。在本系统中，北斗系统综合作用于飞机、船舶、浮标、指挥中心，完成定位与导航、数据通信，以及各个平台之间的时间同步等[3]。
4.船舶救援指挥
船舶救援指挥可以通过船舶里面所配备的搜救指挥系统来进行，利用船舶综合舰桥系统来实现。船舶综合舰桥系统对航行相关的系统可以提供实时监测，将组合导航系统提供的航行方向、航行速度、位置、深度等相关信息与舰船操作、控制、搜救等设备结合起来，从而实现舰船的航行状态监控。和以往的舰船系统相比较，综合舰桥系统在决策和行动数据的采集以及处理上进行了扩展。船舶救援综合指挥包括了空中和海上搜救力量的整合，对搜救航线进行优化，搜救过程中综合信息的完全展示，与空中、水面和岸上各个指挥机构之间的协调行动等功能。
5.总结
综上所述，本篇文章针对北斗系统对海上搜救的过程进行了结合，将北斗系统当中的导航通信、定位、授时等能力结合起来，使飞机和船舶在海上搜救的时候配合更加紧密，将海上船舶的搜救系统进行统一协调，让救援力量可以非常快速的到达并组织搜救，对海上搜救能力有着大幅度的增加。
【参考文献】
[1]李强. 基于北斗AIS通信系统的海上搜救终端方案设计[J]. 信息系统工程, 2018, 000(010):154.
[2]王伟，郑兵，刘敏，张亚宁，董国栋，冀宏斌. 基于北斗定位通信的卫星应急指挥救援系统实现[C]// 中国卫星导航学术年会.
[3]李宁，张强.基于北斗系统的海上应急救援系统的研究[J]. 中国海事, 2019, 000(007):49-51.