新一代水利衛星通信系統在河南省移動應急指揮平臺中的應用

□吳 星 □李延峰（河南省防汛通信總站）

1.引言

衛星通信具有覆蓋范圍廣、組網機動靈活、抗災害能力強等優點，是解決應急搶險機動通信的主要手段，在汶川大地震、玉樹大地震和舟曲泥石流的救災工作中，衛星通信發揮了不可替代的作用。鑒于發展衛星通信的重要性，在原水利衛星通信網的基礎上，水利部建設了新一代水利衛星通信平臺，目前已經投入運行。新一代衛星通信系統具有通信帶寬大，技術先進，穩定性高等特點，特別是水利部對為防汛抗旱和水資源管理等水利業務提供服務的衛星通信小站，一律免收衛星轉發器資源頻率占用費、入網費、通信費等費用,切實降低各級防汛部門應用衛星通信資源的建設和運行成本。為不斷強化河南省的防汛應急通信能力，河南省計劃利用新一代水利衛星系統，搭建移動應急指揮平臺。

2.移動應急指揮平臺構建

河南省移動應急指揮平臺主要由三大部分組成：水利防汛衛星主站、應急指揮移動站和省應急指揮固定站。平臺邏輯結構圖如圖1。

2.1 水利防汛衛星主站

為增強防汛減災能力，提高防汛指揮調度信息化水平，2008年水利部開始建設新一代水利衛星通信系統，系統已于2010年下半年投入運行。水利衛星轉發器采取一次性購置15年使用權的方式，采用Ku+C的方案；新一代水利衛星通信平臺擁有27.2MHz衛星資源，其中，Ku波段有22.2MHz，采用亞洲5號衛星；C波段有5MHz，采用亞太6號衛星；相比較以前，增加了抗雨衰能力強的C波段資源。

圖1 移動應急指揮平臺邏輯結構圖

衛星主站采用目前主流的DVB-S2技術體制，支持星型/網狀混合組網的方式。采用美國iDirect公司的產品，該系統代表了目前IP寬帶多媒體VSAT衛星通信系統技術發展的主流，業務以數據、視頻和語音為主，廣播業務為輔。iDirect系統為TDM/TDMA體制，支持靈活的網絡拓撲結構系統基于標準IP協議平臺，實現了IP技術與衛星通信技術的深層融合。與傳統的支持IP協議的衛星系統相比，實現了系統和帶寬資源的優化配置，系統內部提供TCP/IP協議加速，協議優化，鏈路加密和QoS；系統支持的上行速率可以從64kbps擴展到8Mbps，下行速率可以從64kbps擴展到45Mbps，系統支持多入向載波，也支持多個獨立網絡共用主站基帶設備的應用方式；在抗雨衰方面采取了對應措施。

2.2 應急指揮移動站

應急指揮移動站由衛星通信、承載系統和現場應用信息平臺三部分組成，共同完成現場應急通信、指揮調度的任務。衛星通信系統實現現場信息的上傳和上級指揮調度指令的下達，保證各種業務的通信暢通。現場應用信息平臺是現場應急指揮的基礎，應急方案的制定是基于豐富的、實時的、準確的信息資源基礎上進行的。應急指揮移動站主要由經過特殊改裝的指揮車和車載通信設備所組成，包括衛星通信、數據網絡系統、電話交換系統、視頻處理系統、移動承載、3G通信系統、現場無線調度系統、輔助系統等共8個子系統和其他附屬設施。應急指揮移動站到達現場后，能夠迅速完成車體定位、車體支撐調平、接地裝置埋設、市電/發電機電源輸入、衛星天線展開對星、通信設備參數設置、衛星通信線路開通、無線調度系統天線設備的架設開通（夜間打開照明燈）等工作，建立并保持衛星通信鏈路的暢通。

應急指揮移動站以機動車為載體，衛星動中通使用較方便，但考慮到其投資較大、可靠性較差等因素，本次移動站衛星通信方式以靜中通為主。車體改裝主要包括車頂安裝靜中通衛星天線、吸盤天線；在后備箱安裝兩臺機柜和特制配電設備，并安裝儲物柜、便攜式電纜盤和音箱；電源動力系統的改裝。車載天線系統由1.2m自動天線和伺服跟蹤系統組成。1.2m自動天線包括天線頭、饋線系統和轉臺－滾筒式天線座架；天線頭由反射面和饋源支架組成；饋線系統由電動極化饋源和波導組成；方位轉臺－俯仰滾筒式天線座架是由方位、俯仰兩大部分組成。方位部分由方位轉臺、方位座架、方位軸承和方位驅動組成；俯仰部分由俯仰支撐、俯仰圓筒和俯仰驅動組成。此外還有同步、限位裝置。伺服跟蹤系統是由天線控制單元（ACU）、信標接收機、電子羅盤和GPS等組成。

采用3G作為移動站和固定站之間通信的補充手段，可實現行進中視頻的實時傳輸。通過車載設備使用各種有線、無線方式獲取聲音、圖像和數據，為車內或遠程的領導和專家提供現場綜合信息；利用衛星等通信手段與省信息中心建立聯系，實現數據共享和通信，語音、數據、視頻等應用業務統一到IP協議上，為與地面業務的互通、異構網的互聯、省應急通信平臺的接入、未來業務的擴充奠定基礎。

現場應用信息平臺的主要功能是將各方面的信息及時、直觀地匯總到指揮車中，在應急指揮車中實時監控事發現場的相關工程參數、視頻圖像等，指導指揮和調度工作，減少盲目和錯誤指揮，使得指揮調度的指令更加科學、完整、準確。

2.3 省衛星通信固定站

省衛星通信固定站由衛星通信系統、電視會商接入、視頻服務、電話專網接入和地面數據網的接入組成。其中衛星地面站系統主要由衛星天線、上下變頻器、固態高功放、低噪聲放大器和衛星路由器等組成，衛星通信系統完成IP路由、衛星信號傳輸和本地接入功能，為河南省防汛抗旱指揮中心到應急移動車站、水利衛星主站之間提供一條專用IP通道。按電視會商、視頻通信、電話和數據等不同的業務，分配不同的IP地址，進行不同的路由接入。與現有水利地面專網相結合，連接到全國水利地面專網，完成各種不同業務的通信。

3.結語

目前，移動應急指揮平臺已列入河南省國家防汛抗旱指揮系統二期工程建設內容，系統建成后可在災害現場搭建應急指揮中心，實現調度指揮和災情信息實時傳輸，提升防汛抗旱調度指揮的支撐能力和技術保障水平，使防汛指揮如虎添翼。