衛(wèi)星通信在應(yīng)急通信中的應(yīng)用及發(fā)展探討

胡瑞濤 吳兆陽

北京衛(wèi)星信息工程研究所 北京 100086

1 衛(wèi)星應(yīng)急通信的主要特征及應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 通信范圍覆蓋廣

衛(wèi)星通信系統(tǒng)一般采用天基接入和轉(zhuǎn)發(fā)、地基處理和運(yùn)營的方式開展。天基節(jié)點(diǎn)可使用位于不同地球軌道的多顆衛(wèi)星分別為骨干接入用戶和一般接入用戶服務(wù)，其中高軌衛(wèi)星類型中比較重要的是同步軌道衛(wèi)星，其運(yùn)行在赤道上空，隨地球自轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)固定地面區(qū)域的全時覆蓋。通過多顆同步軌道衛(wèi)星，可達(dá)到全球覆蓋的目標(biāo)，結(jié)合低軌運(yùn)行的衛(wèi)星和地面節(jié)點(diǎn)站，能夠滿足任意地點(diǎn)的用戶使用衛(wèi)星進(jìn)行語音通話或信息傳遞的目的[1]。

1.2 響應(yīng)速度較快

建立服務(wù)于應(yīng)急情況的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，可通過臨時劃撥衛(wèi)星通信資源的方式快速實現(xiàn)。在未發(fā)生緊急事態(tài)的情況下，衛(wèi)星通信資源可按照常規(guī)分配，服務(wù)于政府、部委、機(jī)關(guān)等特殊保障用戶，充分利用衛(wèi)星通信資源；而在自然災(zāi)害等緊急情況發(fā)生時，通過衛(wèi)星系統(tǒng)運(yùn)營單位的帶寬規(guī)劃調(diào)整，實現(xiàn)對應(yīng)急區(qū)域通信通信資源的調(diào)配保障，響應(yīng)迅速，調(diào)配便捷。

1.3 不受陸地、天氣等客觀因素的影響

發(fā)生緊急災(zāi)害情況（比如海嘯、洪水、地震、火山爆發(fā)等）時，急需將災(zāi)害前方的畫面?zhèn)魉偷胶蠓街笓]部，并實現(xiàn)前后方事態(tài)信息同步。災(zāi)害現(xiàn)場的各種有線、無線鏈路可能由于災(zāi)害而中斷，復(fù)雜地形條件和惡劣的天氣情況會使得常規(guī)通信手段進(jìn)一步失效。利用衛(wèi)星的空間特性，通過衛(wèi)星波束對指定區(qū)域的信號覆蓋，能夠滿足災(zāi)害區(qū)域與外界的實時通信，確保應(yīng)急指揮的進(jìn)行[2]。

2 衛(wèi)星通信在應(yīng)急通信中的應(yīng)用

2.1 衛(wèi)星通信應(yīng)用于森林防火救援

森林是一類重要的自然資源，森林火災(zāi)時有發(fā)生，根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國平均每年都會發(fā)生上千起的森林火災(zāi)，造成巨大的損失，其中2019年全年發(fā)生森林火災(zāi)2345起。因此，針對森林火災(zāi)的防范和救援需要高度重視。

由于森林火災(zāi)現(xiàn)場普遍地處偏遠(yuǎn)，而且地理條件復(fù)雜，缺乏救援的條件保障。地面通訊設(shè)施不全，信息傳輸不暢，影響森林火災(zāi)的及時救援?；馂?zāi)現(xiàn)場的信息不能及時準(zhǔn)確地反饋給上級指揮中心，救援就會延遲，后果是非常嚴(yán)重的。如果森林火災(zāi)的救援錯過了最佳時機(jī)，就有可能失去救援能力。

采用衛(wèi)星通信技術(shù)，將森林火災(zāi)現(xiàn)場的影像和情況通過視頻、話音等方式及時發(fā)送指揮中心，實現(xiàn)信息的有效反饋，能夠?qū)⑸只馂?zāi)的損失降到最低。

2.2 衛(wèi)星通信應(yīng)用于緊急社會安全事件

社會安全事件主要指一些突發(fā)的導(dǎo)致生命財產(chǎn)損失和人員傷亡的重大事件，比如一些恐怖襲擊事件、重大刑事案件、涉外突發(fā)事件等，對社會帶來巨大危害。社會安全事件發(fā)生時，很可能對當(dāng)?shù)赝ㄐ旁斐捎绊?，常?guī)地面移動通信可能因為某種因素臨時封閉。而作為關(guān)鍵通信保障手段，衛(wèi)星通信能夠使得事件現(xiàn)場的局勢和場景及時發(fā)送給決策和應(yīng)急處置部門，而重要的處置決策也能夠及時下發(fā)給事件的前線單位，減少此類社會事件的危害擴(kuò)大化。

2.3 衛(wèi)星通信應(yīng)用于邊疆遠(yuǎn)洋通信

對于遠(yuǎn)洋或邊疆等偏遠(yuǎn)區(qū)域，普通的地面通信無法覆蓋，且氣象環(huán)境復(fù)雜多變，運(yùn)營和維護(hù)成本極高，對于通信設(shè)備的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性提出了很高的要求。使用衛(wèi)星通信可以很好的解決邊疆遠(yuǎn)洋場景的應(yīng)急通信問題，無需大范圍部署地面基站，也無需長時間維護(hù)通信資源，當(dāng)用戶需要進(jìn)行通信保障時，只需通過衛(wèi)星終端接入衛(wèi)星系統(tǒng)，建立緊急情況下的臨時通信即可。衛(wèi)星通信對于邊遠(yuǎn)地區(qū)的通信相比地面移動通信，成本更低且更加可靠。

2.4 衛(wèi)星通信應(yīng)用于旅游景區(qū)

旅游景區(qū)淡季和旺季的通信需求有很明顯的差異。在淡季時游客稀少，通信需求不高，而旺季人流密集，網(wǎng)絡(luò)通信需求猛增。假如在該場景下加設(shè)固定基站的無線接入網(wǎng)絡(luò)，淡季的網(wǎng)絡(luò)利用率不高，而旺季的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)過重。而衛(wèi)星通信資源具有可靈活部署、配置的優(yōu)點(diǎn)。旅游旺季時，可在景區(qū)內(nèi)部署、配置多個衛(wèi)星接入模塊，用以滿足游客的臨時通信訪問需求[3]。

2.5 衛(wèi)星通信應(yīng)用于重大活動

當(dāng)國事會議、大型體育運(yùn)動會、大型展覽會議等重大活動發(fā)生時，需要提供綜合應(yīng)急通信保障條件，確保重大活動期間的通信暢通，保障活動進(jìn)行和事態(tài)進(jìn)展能夠第一時間傳遞到指揮中心，通過指揮中心下達(dá)指示。衛(wèi)星通信作為重大活動應(yīng)急通信保障的重要一環(huán)，是地面移動通信網(wǎng)的重要補(bǔ)充，其不受地形限制、不易受外界干擾、高速移動適應(yīng)性高等特點(diǎn)能夠很好的滿足重大活動的應(yīng)急通信要求，作為緊急處置通信備份措施提供更加可靠的保障。

3 衛(wèi)星通信在應(yīng)急通信中應(yīng)用的發(fā)展前景

由航天科技集團(tuán)第五研究院負(fù)責(zé)研制并發(fā)射的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的天通衛(wèi)星，可以滿足民用、軍用等方面的通信需求。天通一號衛(wèi)星采用北斗定位、具備109個點(diǎn)波束，在自然災(zāi)害、重大突發(fā)事故等應(yīng)急情況下，可以實現(xiàn)對中國領(lǐng)土、領(lǐng)海范圍的全覆蓋。天通衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信可提供用戶對于話音、短信、數(shù)據(jù)通信和位置服務(wù)等功能需求。

當(dāng)前天通衛(wèi)星通信系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)衛(wèi)星、芯片、終端、信關(guān)站的研發(fā)和生產(chǎn)，中國電信正式提供天通衛(wèi)星通信服務(wù)，用戶借助于手持終端通信設(shè)備、車載設(shè)備等，就能夠便捷的實現(xiàn)衛(wèi)星通信的業(yè)務(wù)接通、數(shù)據(jù)無線傳輸。

4 結(jié)語

衛(wèi)星通信技術(shù)在應(yīng)急通信系統(tǒng)中科學(xué)應(yīng)用，可以更好地滿足緊急事態(tài)發(fā)生時對于信息通信的實際需求，在地面通信網(wǎng)絡(luò)無法有效作用的情況下，可充分利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)建立應(yīng)急通信中心，為信息通信提供更加良好的支撐，有效提高應(yīng)急事故情況下的救援效率。在未來系統(tǒng)應(yīng)用中可以進(jìn)一步構(gòu)建天地一體化信息通信網(wǎng)絡(luò)，為應(yīng)急事故處理提供全方位的通信網(wǎng)絡(luò)支撐。