成果名称：应急现场定向空投信息采集系统
申请单位：清华大学
鉴定编号：鉴字[教 CW2007 ]第 016 号
鉴定日期：2007年12月25日
学 科：计算机
突发公共事件的具有不确定性的特点，其发生的时间、地点和形式难以预知，现有的各类监测网络可能覆盖不到事发区域。另外，一些预先布置的监测监控系统往往会由于事件的发生而受到损毁，无法正常提供信息，从而最终导致事件现场数据无法实时采集和传送，使指挥和决策人员不能对现场进行全方位、实时的监测监控，影响预测评估和优化决策。
本项目研制的应急现场定向空投信息采集系统是利用自动导航飞行器搭载传感器，定向空投到目标区域，快速地完成反应、抵达、部署、采集、分析、预测预警工作的成套系统，实现突发事件现场多参数实时采集、传输、快速分析和定位功能。突破现场信息采集和传输的瓶颈问题，为突发事件应急时的数据采集应用提供新的有效解决方案。
该成果的主要创新在于：
1. 传感器定向空投技术。综合使用3S技术实现远程自动/手动定向空投，采用小型自开启降落伞、弹簧缓冲机构以及“不倒翁”结构实现多参数传感器安全投掷。
2. 传感器绝对位置定位及GIS标绘。通过传感器内置的GPS接收机实现传感器定位，并在电子地图上实时标绘。另外传感器内置GPRS模块的LBS功能，也能对传感器进行定位。
3. 基于GPRS的数据传输及组网方式。数据可靠传输是信息获取的关键环节，本系统采用GPRS无线传输技术，利用现有成熟的、广范覆盖的GSM网络，进行全天候、全地域的远程数据传输，无路由节点和传输距离的限制。
4. 现场多种信息快速分析检测。实时采集的多参数信息与移动数据库系统、移动GIS系统、特种灾害模型系统的互联，实现现场检测成分理化性质和毒性的分析、检索和预警，提供现场预测预警功能，为现场应急指挥和处决策提供技术支撑。
5. 基于GIS、GPS、三维电子罗盘的飞艇自动导航驾驶技术：通过移动GIS系统、GPS系统获得飞艇当前空中坐标和目标航线的坐标方位差，利用电子罗盘测得飞艇当前的水平、俯仰舵机的方位，计算出当前航线与目标航线的水平方位偏角△α和俯仰方位偏角△β，分别控制水平舵机、俯仰舵机，进行自动驾驶，并采用反馈PID和前馈式控制算法，保证飞艇良好的飞行姿态。系统的总体功能性能指标如下：
1. 传感器重量：平均1kg（电池容量不同，重量不同）；
2. 降落伞直径：<=1.6米；
3. 降落伞打开时间：<2秒；
4. 降落平均速度：2-3米/秒；
5. 最低安全投掷高度：15米；
6. GPRS数据传输距离：移动电话网覆盖范围内；
7. GPS定位精度：0.6-10米；
8. 供电时间：50-120小时（受电池容量和数据传输间隔时间影响）；
9. 飞艇飞行高度：最大500米。
该成果在传感器定向空投方式及技术、实时多参数快速采集与分析方面，填补了国内空白，关键技术达到了国际先进水平。应急现场定向空投信息采集系统面向突发事件应急现场，相关应急装备科技含量高，科技附加值大，处于公共安全高科技产业的高端市场，同时也是国家应急装备体系建设中不可缺少的一部分；是实现突发事件现场的多参数实时采集、传输、快速分析和精确定位、全方位精确地监测监控突发事件的现场、实现全面监控与自动处置、科学预测与快速预警、优化决策与高效救援的重要技术支撑，为公共安全领域内的数据采集应用提供了新型有效的解决方案，具有科研成果和市场效益的双重意义。
