基于衛(wèi)星通信的應急通信程序

1、1 應急通信概述11應急通信的定義應急通信是指在出現(xiàn)自然或人為的突發(fā)性緊急情況時，綜合利用各種通信資源，保障救援、緊急救助和必要通信所需的通信手段和方法，實現(xiàn)通信的機制。應急通信并不是獨立存在的一種全新的新技術(shù)，而是各種通信技術(shù)、通信手段在緊急情況下的綜合運用，其核心就是緊急情況下的通信。應急通信不僅是單純的技術(shù)問題，還涉及管理方面。應急通信由于其不確定性，對通信網(wǎng)絡和設備提出了一些特殊要求，這些網(wǎng)絡和設備從技術(shù)方面提供了通信技術(shù)手段的保障。但在管理方面，還需要建立完善的應急通信管理體系，針對不同場景建立快速響應機制，協(xié)調(diào)調(diào)度最合適的通信資源，提供最及時有效的通信保障。應急通信網(wǎng),是指為應對突

2、發(fā)性大型自然災害或公共事件而快速建立的臨時性通信網(wǎng)絡，為救災組織及人員保證通信暢通，最大限度地降低災難損失、維護社會安全和穩(wěn)定。主要用于遭受地震、臺風等重大自然災害以及發(fā)生突發(fā)事件或恐怖襲擊事件中2。12 研究應急通信的目的及意義中國是一個災難多發(fā)、頻發(fā)的國家，特別是自然災害時有發(fā)生，給國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成了很大的損失。汶川地震、舟曲泥石流等，這些災難，既考驗了通信部門的應急響應能力，也考驗了通信網(wǎng)絡的應急通信保障能力。從這些經(jīng)驗教訓中，我們逐步意識到只有在平時完善應急通信體系，達到應急通信保障的要求，才能在緊急關(guān)頭發(fā)揮它的作用，減少人民生命和財產(chǎn)的損失。應急通信系統(tǒng)是為滿足各類緊急情況

3、下的通信需求而產(chǎn)生的，而自然災害、衛(wèi)生事件、尤其是社會事件等突發(fā)公共安全事件發(fā)生的地點和規(guī)模都無法提前預知和準備，各類緊急情況具有如下共同特點需要應急通信的時間一般不確定，人們無法進行事先準備，如地震、海嘯、火災、臺風、泥石流等突發(fā)事件；需要應急通信的地點不確定；進行應急通信時，需要什么類型的網(wǎng)絡不確定3。13 應急通信的發(fā)展趨勢及前景近年來，恐怖襲擊事件時有發(fā)生，給相關(guān)國家公共安全造成了嚴重威脅，然而應急通信涵蓋的應用面相當廣泛，除了公眾安全、搶險救災之外，還有戰(zhàn)備通信等。在戰(zhàn)爭中，占領(lǐng)或摧毀敵方的通信設施是獲取勝利的重要環(huán)節(jié)這一，這也就從根本上決定了我國的應急通信要使用自己的應急通信技術(shù)。

4、尤其是無線電應急通信技術(shù)，是應急通信的主體和核心，積極吸取國外先進的技術(shù)為我所用，并根據(jù)我國應急通信的實際情況，發(fā)展我國的應急通信技術(shù)。2衛(wèi)星通信概述21基本概念及原理衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線電信號，在兩個或多個地球站之間進行的通信。地球站是指設在地球表面包括地面、海洋和大氣中的無線電通信站1。衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由空間部分通信衛(wèi)星和地面部分通信地面站兩大部分構(gòu)成的。通信衛(wèi)星實際上就是一個懸掛在空中的通信中繼站2。它居高臨下，視野開闊，只要在它的覆蓋照射區(qū)以內(nèi)，不論距離遠近都可以通信，通過它轉(zhuǎn)發(fā)和反射電報、電視、廣播和數(shù)據(jù)等無線信號。靜止衛(wèi)星與地球相對位置的示意圖如圖1-1

5、所示。圖1-1靜止衛(wèi)星配置的幾何關(guān)系從衛(wèi)星向地球引兩條切線，切線夾角為1734°，兩切點間弧線距離為18101，在這個衛(wèi)星電波波束覆蓋區(qū)內(nèi)的地球站均可通過該衛(wèi)星來實現(xiàn)通信。若以120°的等間隔在靜止軌道上配置三顆衛(wèi)星，則地球表面除了兩極未被衛(wèi)星波束覆蓋外，其他區(qū)域均在覆蓋范圍內(nèi)，而且其中部分區(qū)域為兩個靜止衛(wèi)星波束的重疊地區(qū)，因此，借助于在重疊區(qū)內(nèi)的地球的中繼，可以實現(xiàn)在不同衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)地球站之間的通信3。由此可見，只要用三顆等間隔配置的靜止衛(wèi)星就可以實現(xiàn)全球通信，這一特點是任何其他通信方式不具備的。22主要特點衛(wèi)星通信具有以下優(yōu)點通信距離遠，且費用與通信距離無關(guān)；覆蓋面積大

6、，可進行多址通信；通信頻帶寬，傳輸容量大，適于多種業(yè)務傳輸；通信線路穩(wěn)定可靠，通信質(zhì)量高；通信電路靈活；機動性好；可以自發(fā)自收進行監(jiān)測。同時也存在如下缺點通信具有廣播特性，較易被竊聽；通信時延較長；通信鏈路易受外部條件影響；存在日凌中斷和星蝕現(xiàn)象等4。23應急衛(wèi)星通信網(wǎng)衛(wèi)星通信是地球站之間通過通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器所進行的微波通信。面對地震、臺風等自然災害，衛(wèi)星通信發(fā)揮著無可替代的重要作用。其受自然條件的影響極小，衛(wèi)星電話等通信手段可以作為搶險救災臨時通信的主要設備。在陸地等常規(guī)通信傳輸系統(tǒng)中斷或其他通信線纜未鋪設到之處，它能夠幫助人們實現(xiàn)信息傳遞。我國幅員遼闊、經(jīng)濟相對落后，若與發(fā)達國家交戰(zhàn)，恐怕難

7、以掌握制電磁權(quán)與制空權(quán)。從這些實際情況出發(fā)，應急衛(wèi)星通信網(wǎng)成為比較適合我國國情的應急通信系統(tǒng)。在汶川地區(qū)發(fā)生的特大地震，地面通信設施遭到嚴重破壞，成為信息孤島，而衛(wèi)星通信在這次的救災工作中發(fā)揮了重大作用。災區(qū)與外界的首次通信聯(lián)絡靠的是衛(wèi)星電話，地面移動通信網(wǎng)的恢復靠的是衛(wèi)星基站，現(xiàn)場采訪、直播報道靠的是通信衛(wèi)星和移動轉(zhuǎn)播車，現(xiàn)場指揮靠的是衛(wèi)星電話、應急通信車、背負式衛(wèi)星通信小站，堰塞湖無人視頻監(jiān)測、災區(qū)可視電話開通靠的是寬帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集終端。5 針對應急通信的需求，應急衛(wèi)星通信網(wǎng)采用衛(wèi)星通信、海事衛(wèi)星等遠程接入方式，結(jié)合集群通信、北斗衛(wèi)星、視頻會議等多種業(yè)務接入手段，提高應急通信能力。24衛(wèi)星

8、通信技術(shù)在汶川地震中的應用汶川地震嚴重破壞了地面公用電信網(wǎng)，造成大面積通信網(wǎng)絡的全面中斷，該區(qū)域內(nèi)原有的有線、無線等各種通信聯(lián)絡方式都無效，災區(qū)的指揮調(diào)度和救援工作受到很大影響，在這種情況下，衛(wèi)星通信在汶川地震救援工作中，發(fā)揮了巨大的作用。各種衛(wèi)星通信車輛、終端站、衛(wèi)星手機等源源不斷地進入災區(qū)，為前線救災構(gòu)建起了衛(wèi)星通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)災后通信四個第一即利用衛(wèi)星寬帶系統(tǒng)送出重災區(qū)映秀鎮(zhèn)的第一段視頻，利用海事衛(wèi)星從震區(qū)打出第一個電話，利用衛(wèi)星傳輸鏈路，開通震后的第一個移動基站，利用衛(wèi)星應急通信指揮車和海事衛(wèi)星電話，協(xié)助建立起第一個臨時應急通信指揮系統(tǒng)。6 在汶川地震中，海事衛(wèi)星和北斗一號衛(wèi)星通信系統(tǒng)得

9、到了比較多的應用。國家抗震救災總指揮部、各級政府和相關(guān)救援部門使用各類海事衛(wèi)星近438臺，同時，還有一些相關(guān)應急通信隊伍手中也擁有大量海事衛(wèi)星終端。據(jù)估計，大約有2000部海事衛(wèi)星設備為汶川地震救災現(xiàn)場提供服務。目前，海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有全球覆蓋、全天候、可移動、全方位、帶寬大等特點，主要業(yè)務種類有語音、數(shù)據(jù)、傳真、視頻傳輸?shù)取５卣鸢l(fā)生后，中國交通通信中心與國際海事衛(wèi)星組織緊急溝通，為中國震區(qū)爭取到了兩倍于之前的信道資源，保證了災區(qū)海事衛(wèi)星設備和通信能力7。除海事衛(wèi)星和北斗一號衛(wèi)星通信系統(tǒng)外，鑫諾、全球星、銥星、中星等衛(wèi)星通信系統(tǒng)也在汶川地震中發(fā)揮了重要作用，可以毫不夸張地說，在汶川地震搶險救災工作中發(fā)揮巨大作用是我國絕大多數(shù)可以調(diào)用的、集中在災區(qū)的衛(wèi)星通信設備。這次抗震救災活動證明了，衛(wèi)星通信具有地面網(wǎng)絡所不具備的備份性、廣泛覆蓋性和靈活性，不依賴地面通信條件，不受距離和地形的限制，不需要布設通信基站，在地面通信網(wǎng)絡遭受破壞時，或在沒有光纖、沒有無線通信條件下，衛(wèi)星通信仍然可以進行語音、數(shù)據(jù)和視頻等通信服務，甚至在不具有電力條件