无人机在应急卫星通信系统中的应用

无人机在应急卫星通信系统中的应用

曾润

（广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山528000）

摘要：本文主要讲了无人机通讯基本的工作原理，它是没有人驾驶飞机的简称，其“UAV”是无人机的英文缩写，他的主要工作原理是通过自卑的程序以及无线遥控设备程序控制装置操作没有人驾驶的飞机，无人机伤是没有驾驶舱的，他里面安装了自动程序控制还有自动驾驶仪装置等。而近年来全世界具有破坏性的自然灾害发生的频次越来越高，因此应急通信也逐渐的被人们所认知，无人机就作为一种无人应急卫星通信的新技术方案，他可以在应急现场采集到视频等数据，以便于应急活动的全面有效的展开，提高了应急指挥的技术水平以及应急有效性。

关键词：无人机；应急；卫星通信

1.前言

应急通信系统是采用卫星的通信系统，他是由应急通信的车载站、中心地面站以及应急通信便携站等一起构成的。无人机有以下几点优点，它有较轻的重量，较小的体积很方便携带，同时使用成本以及制造成本相对较低。操作起来很容易控制，而且操作很灵活。这是无人机具有的优质特点。无人机在应急现场采集的图片以及视频信息都是通过人工操控以及自动导航的方式做到的。操控无人机的人员要根据立体式的图形，还有多个角度的图像和视频直观地检测到应急现场输变电设备的情况。要提供现场应急的相关处理措施就要靠着相关的指挥人员对现场图片以及视频信息的采集掌握情况。

无人机虽然有很多优点，但是目前还是有很多限制条件。例如：目前的应急卫星通信系统在应急现场收集现场音频，图像及视频主要还是通过相关技术人员的手持操作，这样对操作人员的考验就很大，对于相关技术人员的劳动强度也很大。除此之外，由于应急现场的现场条件大多是什么山丘，乱石，河流等，这些场地条件的线坠很大，因此就成为了相关技术操作人员的收集信息的障碍条件。

2.无人机简要介绍

现在无人机在国内外都有着飞速的技术发展，无人机是没有人驾驶飞机的简称，其“UAV”是无人机的英文缩写，他的主要工作原理是通过自卑的程序以及无线遥控设备程序控制装置操作没有人驾驶的飞机，无人机伤是没有驾驶舱的，他里面安装了自动程序控制还有自动驾驶仪装置等。无人机有许多系统类别，有着广泛的用途以及鲜明的特质，因此它在质量、航飞时间、大小尺寸、航飞行程、航飞高度、航飞速度等多方面都存着着很大的差异。按照飞行平台的构型分类来看，常见的无人机类型主要分为两种，一种是有固定机翼的无人机，还要一种是多旋翼的无人机。无人机还有以下几点优势，它的成本较低，机动性能灵活，以及零伤亡的优势。现在无人机以及应用到很多领域，如：地质勘测，军事勘测，应急救援以及边海防巡逻等等领域。

下面对两种无人机类型做简单介绍。其中一种是固定翼无人机的飞行速度相对较快，载荷较大，续航的时间也较长，可以实现远距离的是是高清传图功能，但是它有一个弊端就是无法再高出悬停。另一种多旋翼无人机它操作相对简易，行动相对灵活，悬停的稳定性较高以及能够对阵风能力进行抵御，而且抵御能力较强，可以将采集到的图像和视频信息传递给指挥人员及时进行分析制定有效解决措施。

3.案例介绍：无人机在抗震救灾应急通信中的应用

3.1地震灾害

近年来，世界各地破坏性的自然灾害的发生频次逐步增加，洪水，地震等自然灾害具有地质基础设施破坏严重，波及的范围广泛等特点，发生灾害后常常会出现当地通信中断的现象，这样就造成了灾区和外界的信息联络困难，因此也极大地影响了外界对现场灾区的实时状况，这样就会干扰救灾方案的制定也会影响救灾方案的有效性。2008年四川汶川大地震以及2013年四川芦山地震都对当时再去的通讯系统造成了很大的影响。因此要有效地展开抗震救灾就要建立起通用性能强，响应速度快，稳定性可靠的应急通信系统。这样能大大的提高震后的应急通信有效性，在抗震救灾中能起到十分重要的作用。

3.2无人机应急移动通信的系统方案

航空中继是一种特殊的通信方式，它可以兼顾卫星通信以及地面通信的优点。在地震这种自然灾害中航空中继不受地面等设施的使用限制，使用起来方便灵活而且更安全，同时比卫星通信的成本相对又低。而且航空中继比一般其他的地面通信设备的覆盖范围要大得多得多，当然它虽然比不过卫星的覆盖能力强，但是它在震后区域通信中的使用要求完全可以满足。航空中继可以使用无人机或有人机作为中继平台。无人机相比于有人机来说，由于没有人员驾驶，所以有人机它在安全性能方面要比有人机更加优质。长时间航行时无人机可以在空中飞行时间可以达到数十多个小时，并且可以连续地提供相关服务。无人机可以承载不同的载荷，这就要根据它自身的载重能力来决定了。利用无人机装载简易移动通信基站可以在地震灾区的应急通信中，减轻通信压力。与此同时，无人机测控站能够作为一个移动的通信基站，使无人机移动通信站可以通过其连接地面移动通信骨干网。图1是无人机应急通信系统的基本工作场景。当无人机测控站在地面移动通信网络的覆盖范围以外的时候，无人机测控站通过卫星连路和地面移动通信网进行数据的交换，如图2所示。

3到4架无人机以及一个无人机测控站这样才能构成一套无人机应急通信系统。根据灾区的实际面积，我们能在灾区的上方放1到2架无人机，当无人机航飞时长即将耗尽时，空中的无人机要及时返回，地面待命的无人机继续执行应急通信保障任务起飞。无人机飞行的高度到达五千到六千米时，无人机载站服务范围能够达到二十到六十千米，能够满足乡镇和县城的使用条件。如果灾区的面积较大时，我们可以利用更多台无人机应急通信系统执行任务。

3.3无人机应急通信系统在地震中应急的优势

地震发生后，受灾地区的通信会发生拥堵或中断有以下几个主要方面的原因：（1）通信基础设施的损坏，使事发地的通信网络的通信干线被切断。（2）通信设施导致瘫痪。（3）交通中断。使事先准备好的应急通信人员以及设备无法进入到现场。因此现在常用的震后应急通信有以下几个手段：使用现有的移动通信网络以及有线通信网络等；临时设置通信网络等；使用卫星电话以及卫星通信车等。卫星通信电话以及卫星车的成本相对较高，而且地震存在着许多无法预测性的问题，因此卫星电话任然无法日常办公设备，卫星通信电话和卫星车一般都是在震后才往灾区送去的。由于灾区道路中断或其他一些不利于交通的不良因素的影响，它很难及时到达最重要的灾区。与卫星通信比较来看，无人机应急通信系统的使用条件更加灵活便利，而且并不需要增加其他额外的手持设备。无人机飞行高度五千到六千米时，监视的距测控距离可以达三百千米，测控站只需要设置在灾区的边缘地带，并不需要入到灾区里，主要是通过无人机航飞到灾区上空工作，为地震受害的灾区提供相应的通讯服务。无人机应急通信系统并不会受到灾区的供电情况、灾害地质条件等因素的影响，不会涉及向灾区进行地面物资运送，不会受到交通道路恶略状况的影响，而且更具有系统的时效性且时效性更强、安全性更高的特点。

4.结语

应急救援现场的图像或视频信息数据的收集，现在已经成为了应急救灾指挥中必要不可缺少的组成部分。无人机图像及视频信息在应急卫星通信系统中的应用，能够解决人力无法涉及到的情况，极大的扩展灾害应急救援现场视频监视的范围，改变视频数据依靠技术人员只能在视线高度采集的状况，实现多角度、立体化的全景视角。从而提高应急指挥人员对现场信息量的掌握，提供现场应急处置决策依据，提高应急指挥时效性，提升应急指挥科技水平。

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