【正文】 安、武警、部隊、機場、林業(yè)等部門處理緊急事件的需要而設(shè)計，具有在任何地區(qū)，任何天氣條件下，實現(xiàn)實時 的圖像、語音、數(shù)據(jù)的遠距離傳輸功能，此外還配備指揮、會議等設(shè)施，具有快速反映，操作方便，使用可靠、靈活等特點。整個系統(tǒng)由載車、 “動中通 ”天線系統(tǒng)、車載通信應(yīng)用系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、輔助設(shè)施等部分組成。 “動中通 ”衛(wèi)星通信車 “動中通 ”衛(wèi)星通信車能實現(xiàn)在通信車移動狀態(tài)下與中心的圖像、語音、數(shù)據(jù)通信，解決移動現(xiàn)場信息傳輸?shù)男枰?。大多?shù) “ 突發(fā)公共事件 ”都離不開 衛(wèi)星 通信車的支持，通過 衛(wèi)星 通信車在短時間內(nèi) 就可以 恢復(fù)或補充現(xiàn)場的通信業(yè)務(wù)。 衛(wèi)星 應(yīng)急通信車 在公共安全事件中的應(yīng)用 相信經(jīng)歷過 “ 五 .一二 ” 汶川地震以及 08 奧運的通信業(yè)界人士都非常清楚，在 “突發(fā)公共事件 ”發(fā)生時，各相關(guān)部門需要以超過以往的反應(yīng)速度來進行應(yīng)對。與 QoS 結(jié)合在一起，就表現(xiàn)為每種業(yè)務(wù)具有不同優(yōu)先級，并可按照約定獲得不同的帶寬保證，即高優(yōu)先級的業(yè)務(wù)優(yōu)先獲得需要的帶寬，低優(yōu)先級的業(yè)務(wù)只能使用高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的剩余帶寬。根據(jù)支持業(yè)務(wù)的不同，這兩種模式之間的切換主要是由于系統(tǒng)所支持的帶寬按需分配功能、 QoS 功能及負載自動均衡功能實現(xiàn)。交通應(yīng)急寬帶 VSAT 系統(tǒng)實現(xiàn)了日常通信模式與應(yīng)急通信模式的有效管理。即在我國交通安全應(yīng)急通信的工作頻段選擇上，海洋提供C 波段 VSAT 通信，陸地及海岸線提供 Ku 波段 VSAT 通信。 Ku 波段通信質(zhì)量不存在微波干擾，天線口徑小，雨衰大，在暴雨情況下，上行或下行鏈路瞬間雨衰量可超過 20dB。 C 波段電波傳輸條件好，雨衰小， C 波段 最大雨衰量一般不超過 1dB。 （ 2） 頻段的選擇 VSAT 衛(wèi)星通信網(wǎng)通常使用的頻段主要有 C 波段和 Ku 波段。 在日常情況下提供以下功能。寬帶 VSAT 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)了應(yīng)急通信與日常通信的結(jié)合應(yīng)用， 在應(yīng)急救援情況下提供以下功能。而隨著 VSAT 技術(shù)的日益成熟，為應(yīng)急救助提供寬帶 VSAT 通信服務(wù)已經(jīng)成為現(xiàn)實。 VSAT 通信系統(tǒng)以其設(shè)備簡單、建設(shè)速度快、建站及通信費用低、組網(wǎng)靈活、多址接入、一點對多點、覆蓋面大、高可靠性、綜合通信能力強等特點獲得迅速地發(fā)展。 目前交通應(yīng)急通信系統(tǒng)主要使用國際移動衛(wèi)星、移動 VSAT、集群通信等通信系統(tǒng)。 衛(wèi)星通信是真正的全球通信，具有覆蓋面廣、容量巨大、通信不受地理環(huán)境和氣候條件的限制等諸多優(yōu)點，機動靈活，接入方便，適用于多業(yè)務(wù)傳輸，可為全球用戶提供大跨度、大范圍、遠距離漫游和機動靈活的移動通信服務(wù)等。應(yīng)急響應(yīng)，速度是關(guān)鍵。在這些遠離人群的特殊地理環(huán)境下，地面線路（ PSTN、 GSM 等）沒有辦法進行覆蓋或是在重大事故發(fā)生的同時已經(jīng)完全被破壞掉了。 重大交通事故不僅僅發(fā)生在陸上城市人口密集區(qū)。特別是近年來，我國的經(jīng)濟發(fā)展迅速，各行各業(yè)的經(jīng)濟活動也發(fā)展迅猛，人民生活水平也有了非常大的提高，道路交通、水運交通以及交通工具都有飛速的發(fā)展，使 得公路、水陸交通的安全性受到很大的威脅，交通重大特大防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)論文 15 事故和道路交通塌方等突發(fā)事件，也時有發(fā)生。尤其是在提高防汛現(xiàn)場的信息獲取能力、處理突發(fā)事件的快速反應(yīng)、組織協(xié)調(diào)、決策指揮等實際工作中具有重要意義，應(yīng)用前景廣闊。由車載站或便攜站通過衛(wèi)星傳送到防汛指揮調(diào)度中心，實現(xiàn)防汛現(xiàn)場與防汛指揮調(diào)度中心的實時異地會商、高清晰的現(xiàn)場圖像采集和傳輸、文件傳輸、 Inter 接入、話音通信、信息共享等 [9]。在條件允許的環(huán)境下利用電纜將現(xiàn)場圖像和聲音信號傳送到應(yīng)急通信車或便攜站上。固定站設(shè)置在省防汛調(diào)度指揮中心，并配備車載臺和便攜站各一套，防汛應(yīng)急衛(wèi)星電話主要配備在市級防汛中心，可根據(jù)應(yīng)急防汛需要調(diào)配使用管理。 （ 3）衛(wèi)星防汛應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)防汛應(yīng)急通信應(yīng)對突發(fā)事件處置要求：具備快速、機動、高效性，能夠做到反應(yīng)快速，出行迅速，到達及時 等特殊要求。 目前， 全省已建設(shè)由省到市、廳直管單位及重要防洪工程的防汛抗旱綜合通信系統(tǒng)，涵蓋了數(shù)據(jù)、圖像、語音三種業(yè)務(wù)，基本滿足正常防汛及日常管理調(diào)度的需要。防汛指揮調(diào)度中心對現(xiàn)場情況的了解和信息采集全部都要依賴于應(yīng)急通信。在全省江河、行蓄洪區(qū)以及一些偏遠山區(qū)，山體滑坡、塌方、山洪、 泥石流等發(fā)生時，帶來的經(jīng)濟損失和人員傷亡也是非常嚴重 的。這些突發(fā)性的自然災(zāi)害已經(jīng)嚴重威脅到人民群眾的生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟建設(shè)。目前，水利部已擁有亞洲衛(wèi)星二號（ AsiaSat 2）半個波段，并建立了衛(wèi)星地面站，擔負起水利部部機關(guān)與流域機構(gòu)的高速數(shù)據(jù)、圖像傳輸、話音等業(yè)務(wù)服務(wù)，承擔了部機關(guān)與重點省的防汛信息傳輸業(yè)務(wù)。 應(yīng)急衛(wèi)星通信是電力應(yīng)急指揮系統(tǒng)中一個重要的組成部分 ， 在某些特殊情況下 (如地震災(zāi)害 )能發(fā)揮無法替代的作用。在任何需要 的時候都能做到立即出發(fā)、盡快到達，滿足了電力調(diào)度應(yīng)急系統(tǒng)要求。 對電廠和比較偏遠的重要 220kV 及以上變電站，可加裝衛(wèi)星接收站，租用衛(wèi)星通道提供遠動和調(diào)度電話的應(yīng)急通信。網(wǎng)絡(luò)采用了 MCPCFDMA，載波沒有信道復(fù)用報頭。圖 所示為使用 4 信道的 SkyMesh 4000 終端所組成的多組混合網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的配置，它可以使遠端站直 接同時與省調(diào)中心主站和各遠端站同時進行通信。在貴州省電網(wǎng)的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)中，將會有一個網(wǎng)狀接通組和 1 個星狀接通組。 SatPath 的連接管理功能是目前 VSAT 工業(yè)中僅有的通過衛(wèi)星進行路由尋址和交換的先進技術(shù)，它是 SatPath經(jīng)過多年的研究和開發(fā)的成果。 解決辦法 圖 應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖 為了應(yīng)對這次危機，貴州省電網(wǎng)公司應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)采用美國 SatPath 公司生產(chǎn)的 Skyswitch 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來搭建貴州省電 網(wǎng)公司的應(yīng)急衛(wèi)星通信專網(wǎng)。另有 8 條防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)論文 12 光纜受損。貴州電網(wǎng)受冰災(zāi)影響的光纜總數(shù)有 428 條。從 1 月 19日第一條光纜斷纜開始，至 2 月 18 日冰災(zāi)后恢復(fù)重建止，貴州電力通信網(wǎng)主網(wǎng)受冰害造成光纜斷纜 33 條， 8 條光纜本體受損，光纜纖芯衰耗增大。在通訊沒有恢復(fù)的情況下，抗震救災(zāi)前后方的聯(lián)絡(luò)只能通過衛(wèi)星通信。 44 小時后，新華社記者徐壯志利用海事衛(wèi)星發(fā)出災(zāi)區(qū)的第一張圖片；武警某師參謀長王毅率領(lǐng) 200 名官兵到達汶川，通過海事衛(wèi)星電話向外界發(fā)出到達災(zāi)區(qū)部隊的第一個聲音。 由于 固話、移動通信受災(zāi)中斷，衛(wèi)星電話在某段時間、某個地方將成唯一的聯(lián)絡(luò)工具 。至此，讓汶川縣城與外界進行手機聯(lián)絡(luò)終成為可能 ，如圖 所示。 3 衛(wèi)星 應(yīng)急 通信 技術(shù) 在突發(fā)事件中的應(yīng)用 衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)在汶川地震中的應(yīng)用 VSAT 地面衛(wèi)星通信站實現(xiàn)汶川縣城與外界進行手機聯(lián)絡(luò) 2021 年 5 月 15 日晚六點，中國聯(lián)通在四川地震嚴重的汶川縣 映秀鎮(zhèn)開通 VSAT 地面衛(wèi)星通信站，這是首家電信運營商在此開通移動通信業(yè)務(wù)。 [8]在發(fā)生洪水、地 震、戰(zhàn)爭等突發(fā)事件使地面光纜和微波中繼線路中斷時，衛(wèi)星 應(yīng)急通信 通信具有較高的機動性及靈活性，能夠快速組網(wǎng)，迅速恢復(fù)重要通信，完成應(yīng)急通信等特殊時期的語音、數(shù)據(jù)和圖像等通信任務(wù)。與常規(guī)通信手段必須依賴地面設(shè)施如光纜、電線桿、基站等不同，衛(wèi)星 應(yīng)急 通信是利用空中的衛(wèi)星作為中繼而進行地球上無線電臺、站之間的通信。據(jù)救援人員反映 ， 銥星手機是這次抗震救災(zāi)中應(yīng)用效果最好的衛(wèi)星手機 。該系統(tǒng)實際上等于將地面蜂窩系統(tǒng)倒置在空中 ， 于1998 年 11 月 1 日投入運營 ， 提供話音、數(shù)據(jù)和定位信息服務(wù)。全星系統(tǒng)在我國北京和廣州建有信關(guān)站 ， 由于全球星手機必須要在信關(guān)站覆蓋區(qū)內(nèi)才能進行通信 ， 而墳川地震災(zāi)區(qū)位于信關(guān)站覆蓋區(qū)邊緣區(qū)域 ， 因此通信效果并不理想。歐星電話可以向用戶提供語音、短信、數(shù)據(jù)、傳真、 GPS 定位等業(yè)務(wù)。 （ 3）歐星電話用的是 Thuraya 的手持終端。從汶川打出的第一個電話用的就是海事衛(wèi)星電話。 （ 2）海事衛(wèi)星電話通過 Inmarsat 第四代衛(wèi)星系統(tǒng)向用戶提供話音服務(wù)，是衛(wèi)星通信和 GSM 通信雙模手機，是偏遠地區(qū)通信和應(yīng)急通信的理想選擇。在汶川地震救災(zāi)過程中，全國一共調(diào)集了近千臺衛(wèi)星電話，作為搶險救災(zāi)的排頭兵，為應(yīng)急指揮部門了解災(zāi)情、制定救災(zāi)方案、派遣救援人員、保障安全等方面作出了很大貢獻。因此在各類突發(fā)應(yīng)急事件中，最早使用的往往就是各類型號的衛(wèi)星移動電話。 汶川地震中發(fā)回來的第一張照片就是新華社通過海事衛(wèi)星 (INMARSAT)發(fā)回來的。 INMARSAT 系統(tǒng)的一系列優(yōu)點，使得它在我國得到廣泛應(yīng)用。 SES 根據(jù) INMARSAT 業(yè)務(wù)的發(fā)展被分為 A 型站、 B 型站、 M 型站和 C 型站標準，1992～ l993 年投入應(yīng)用的 B、 M 型站，采用了數(shù)字技術(shù)，它們最終將取代 A 型站和 C型站。 船站（ SES）是設(shè)在船上的地球站。每顆衛(wèi)星可覆蓋地球表面約 1／ 3 面積，覆蓋區(qū)內(nèi)地球上的衛(wèi)星終端的天線與所覆蓋的衛(wèi)星處于視距范圍內(nèi)。這些衛(wèi)星位于距離地球赤道上空約 35700km 的同步軌道上，軌道上衛(wèi)星的運動與地球自轉(zhuǎn)同步，即 與地球表面保持相對固定位置。 INMARSAT 系統(tǒng)由衛(wèi)星、固定站 (岸站、航站等 )、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站和移動站 (船站、機防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)論文 8 站、車載站等 )組成，如圖 所示。INMARSAT 系統(tǒng)是由國際海事衛(wèi)星組織管理的全球第一個商用衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)?，F(xiàn)在說的海事衛(wèi)星是一個寬泛的概念，它實際上在為航空、航海和陸地同時提供著服務(wù)。幾十年來，海事衛(wèi)星在海難救助以及海上航行的常規(guī)通信中發(fā)揮了巨大的作用。在汶川抗震救災(zāi)中， VSAT“村村通 ”工程也得到了很好的利用 ， 災(zāi)區(qū)未被破壞的遠端 VSAT 話務(wù)量增加明顯 ， 成為當?shù)厝罕娤蛲饨绶答仦?zāi)情 ， 獲取救援的惟一渠道?！按宕逋?” 不僅包含“村村通電話 ” 工程而且還包含著“村村通電視 ” 工程能夠使偏遠地區(qū)接收到高清晰、多頻道的電視節(jié)目豐富廣大偏遠地區(qū)人民的精神生活進一步縮小城鄉(xiāng)“數(shù)字鴻溝”。 VSAT“村村通 ” 工程重點在于解決我國偏遠農(nóng)村地區(qū)的通信問題。同時通過臨時架設(shè)的 VSAT 網(wǎng)絡(luò) ， 在已修復(fù)的基站或臨時架設(shè)的小基站與移動交換機之間提供臨時通信鏈路恢復(fù)災(zāi)區(qū)人民的移動通信。 VSAT 系統(tǒng)大量用于專網(wǎng)通信、應(yīng)急通信和“村村通 ” 工程等領(lǐng)域。 圖 VSAT小站 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)論文 7 VSAT 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點是小站設(shè)備簡單、體積小、重量輕、且造價低 ， 可車載或單人背負組網(wǎng)靈活、方便單個 VSAT 小站可方便地接入或離開現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)支持多種通信方式包括 VSAT 站與站之間的點對點通信、多個 VSAT 站之間的雙工通信、主站對小站的廣播通信通信容量大傳輸距離遠適用于多種業(yè)務(wù)和速率通信質(zhì)量高 ， 路由少、鏈路環(huán)節(jié)少誤碼率低可配接各種終端設(shè)備方便地與其他網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通。主站可與任一小站直接通信，各個 VAST 站之間必須通過主站轉(zhuǎn)接才能互相通信，此種網(wǎng)主要用于數(shù)據(jù)傳輸；網(wǎng)狀網(wǎng)中各站無主次之分，任意兩個VSAT 站都能直接互相 通信，此種網(wǎng)主要用于話音傳輸。如圖 所示。它的產(chǎn)生和發(fā)展 是一系列先進技術(shù)綜合運用的結(jié)果，奠定了衛(wèi)星通信設(shè)備向多功能化、智能化、小型化的方向發(fā)展。 這類小站可以很方便地安裝在用戶處。它天線很小，與一般的衛(wèi)星地面站相比，可稱為“微型地面站”。 常用的衛(wèi)星通信系 統(tǒng)主要有 VSAT 衛(wèi)星通信系統(tǒng)、 INMARSAT 衛(wèi)星通信系統(tǒng)。由 發(fā)端 地球站發(fā)出的上行載波信號經(jīng)過遠距離傳輸?shù)竭_衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器利用低噪聲接收機接收，并將載頻為 f1 的微波信號變換成下行載頻 f2 的信號，利用發(fā)射設(shè)備的輸出功率放大器將信號放大到所需的電平，經(jīng)天線向地面發(fā)射。 一條衛(wèi)星通信信道是由發(fā)端地球站、上行鏈路、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、下行鏈路和收端地球站所組成。跟蹤遙測指令分系統(tǒng)對衛(wèi)星進行跟蹤測量，定期對衛(wèi)星進行軌道修正和位置保持等控制。一個衛(wèi)星的通信裝置可以 包括一個或多個轉(zhuǎn)發(fā)器，每個轉(zhuǎn)發(fā)器能同時接收和轉(zhuǎn)發(fā)多個地球站的信號。 圖 衛(wèi)星通信系統(tǒng)示意圖 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)論文 5 （ 2）衛(wèi)星通信系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu) 組成及 器 工作原理 一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、通信地球站、跟蹤遙測指令分系統(tǒng)和監(jiān)控管理分系統(tǒng)等四大部分組成 [7]，如圖 所示。 電路設(shè)置非常靈活 ， 可隨時分散過于集中的話務(wù)量 。衛(wèi)星通信的特點是 ： 通信范圍大 ， 只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋的范圍內(nèi) ， 從任何兩點之間都可進行通信 。 2 衛(wèi)星 應(yīng)急通信原理 衛(wèi)星 應(yīng)急 通信的概念及系統(tǒng)組成 （ 1）衛(wèi)星 應(yīng)急 通信概念 衛(wèi)星通信簡單的說就是地球上（包括地面和大氣中）的無線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進行的通信。在建設(shè)跟不上，設(shè)備老化、落后的情況下，憑借著多年形成的完善的應(yīng)急處置管理體系，以及我們應(yīng)急通信保障隊伍的專業(yè)素養(yǎng)和高度的責(zé)任感、使命感，圓滿地完成了抗擊冰凍災(zāi)害、抗震救災(zāi)，以及 2021 年北京奧運的通信保障任務(wù)，體現(xiàn)了我們應(yīng)急通信應(yīng)用的形象。同時，我們國家的應(yīng)急通信主管部門，對于市場沖擊的新形勢下，如何發(fā)展也進行了大量的探索，并取得了積極的成效。通過各行業(yè)、各部門應(yīng)急通信預(yù)案的制定，開始了應(yīng)急通信體系的建設(shè)。這樣使得我們的應(yīng)急管理人員疲于應(yīng)付。而從專業(yè)應(yīng)急通信保障隊伍來看，隨著企業(yè)的重組上市、機構(gòu)的改革調(diào)整，專業(yè)應(yīng)急隊伍面臨著工資低、待遇差，甚至被裁員的危險，隊伍的不穩(wěn)定導(dǎo)防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)論文 4 致了一定的危險。因為我們的應(yīng)急通信也是我們公共通信網(wǎng)重要的一部分，也面臨著更新?lián)Q代。 從 1998 年到 2021 年，我們在應(yīng)急通信方面的建設(shè)投資，基本上為零