衛(wèi)星通信技術(shù)在防汛領(lǐng)域的運(yùn)用分析

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，防汛環(huán)節(jié)的技術(shù)手段也不斷升級，衛(wèi)星通信技術(shù)逐漸應(yīng)用到防汛領(lǐng)域。相較于傳統(tǒng)的技術(shù)手段，衛(wèi)星通信的技術(shù)質(zhì)量及效率很高，對于防汛的應(yīng)急處理和突發(fā)性汛情具有很強(qiáng)的治理能力，是現(xiàn)階段防汛工作的關(guān)鍵技術(shù)。然而，在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，衛(wèi)星通信的技術(shù)性很強(qiáng)，再加上防汛領(lǐng)域涉及面較廣，技術(shù)的應(yīng)用還存在一些隱患，在一定程度上制約著防汛作業(yè)的發(fā)展。在此背景下，作業(yè)人員就需要結(jié)合實(shí)際對衛(wèi)星通信技術(shù)進(jìn)行研究，科學(xué)合理地應(yīng)用到防汛領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信；防汛；應(yīng)急處理

相較于傳統(tǒng)的技術(shù)，衛(wèi)星通信規(guī)避了地質(zhì)環(huán)境的影響，可以更加快速及全面地進(jìn)行信息傳遞。現(xiàn)階段，在社會發(fā)展過程中，衛(wèi)星通信已經(jīng)成為重要的應(yīng)用技術(shù)。而防汛是指對河流汛期的防范作業(yè)，洪汛的在很大程度上影響兩岸居民的安全，并且造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。然而，防汛需要收集大量的信息幫助防汛人員進(jìn)行狀況判斷，降低防汛難度，傳統(tǒng)的通信技術(shù)往往存在時間及地域方面的限制，在一定程度上制約了信息的交流。這就需要防汛人員加強(qiáng)對通信技術(shù)的重視，將衛(wèi)星通信技術(shù)引入防汛領(lǐng)域，保證防汛作業(yè)的順利開展。

一、衛(wèi)星通信及防汛概述

（一）衛(wèi)星通信

1.概念

衛(wèi)星通信是指借助衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)行信息溝通的技術(shù)。該技術(shù)將人造衛(wèi)星作為中轉(zhuǎn)站進(jìn)行電波發(fā)射，能夠?qū)崿F(xiàn)多個點(diǎn)位之間的實(shí)時通信。相較于傳統(tǒng)的技術(shù)，衛(wèi)星通信由于借助人造衛(wèi)星進(jìn)行信號轉(zhuǎn)移，其信息溝通能夠在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上加快信息傳遞的效率。在社會的發(fā)展過程中，各個行業(yè)對信息交流的需求不斷提升，傳統(tǒng)的信息交流手段已經(jīng)難以滿足社會的發(fā)展需求。在此背景下，衛(wèi)星通信的重要性不斷提升。加強(qiáng)對衛(wèi)星通信的研究，將其科學(xué)合理地應(yīng)用到各個環(huán)節(jié)。其特點(diǎn)是通信范圍大、可靠性高、開通電路迅速、可多址接收和多址連接。衛(wèi)星通信設(shè)備如圖1所示。

2.特點(diǎn)

衛(wèi)星通信特點(diǎn)：一是結(jié)構(gòu)精密。衛(wèi)星通信由空間站及地球站兩部分組成，分別承擔(dān)不同的功能，二者協(xié)調(diào)共同發(fā)揮信息的收集及傳遞功能。二是技術(shù)優(yōu)勢較強(qiáng)。相較于傳統(tǒng)的通信技術(shù)，其通信覆蓋面較廣，不受地理因素的影響及氣候條件的限制，可以快速精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)信息傳遞。地球站及地面設(shè)備體積及重量較小，而且造價較低，降低了成本支出。三是通信質(zhì)量很強(qiáng)。在保證信息正確傳遞的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多種信息的同時傳遞，便于信息交流。

（二）防汛

汛的含義是江河、湖泊等水域的季節(jié)性或周期性的漲水現(xiàn)象。由于洪汛會對周邊及水利設(shè)施產(chǎn)生很大的影響，防汛也就成為必然選擇。必須加強(qiáng)對洪水的信息收集，并且結(jié)合數(shù)據(jù)對洪水預(yù)防。將衛(wèi)星通信技術(shù)引入防汛作業(yè)中，通過先進(jìn)的通信手段實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)移和交流，可以降低防汛難度。

現(xiàn)階段，洪汛的成因一般有兩個方面：一方面是自然原因，主要包括暴雨天氣、副熱帶高壓異常導(dǎo)致的惡劣天氣等，很容易導(dǎo)致洪汛的出現(xiàn)。另一方面是人為原因，現(xiàn)階段城市發(fā)展的背景下對環(huán)境產(chǎn)生很大的影響，諸如圍湖造田、水土流失以及林地破壞等狀況出現(xiàn)，在很大程度上影響當(dāng)?shù)氐乃Y源，進(jìn)而導(dǎo)致洪汛出現(xiàn)。

在防汛領(lǐng)域方面，防汛首先具有持續(xù)性，即防汛并非一蹴而就，汛期的存在使得相關(guān)部門必須密切關(guān)注降水狀況，以保證作業(yè)的需求；其次是技術(shù)性，洪水災(zāi)害一般具有規(guī)模性，針對洪水的治理十分困難，而且部分地區(qū)河流很長且流域面積很廣，再加上地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，很難防汛。防汛作業(yè)流程如圖2所示。

二、衛(wèi)星通信技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）優(yōu)點(diǎn)

衛(wèi)星通信技術(shù)具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。一是衛(wèi)星通信不受地形影響，不需建中繼站，特別適合于點(diǎn)多、面廣、地理位置偏僻的報汛測站；二是衛(wèi)星通信功能較為齊全，水利衛(wèi)星通信與北斗衛(wèi)星通信相比，增加了語音通信，數(shù)據(jù)廣播、高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等功能，非常適合基層防汛通信應(yīng)用；三是維護(hù)成本低的特點(diǎn)，基層用戶單位運(yùn)行維護(hù)成本低。

（二）缺陷

衛(wèi)星通信雖然在很大程度上推動了通信技術(shù)的發(fā)展，但是其依舊存在一些缺陷。

首先是通信的延遲狀況?，F(xiàn)階段，在水利工程發(fā)展過程中，使用的衛(wèi)星通信設(shè)備還存在延時狀況，再加上部分小站點(diǎn)的衛(wèi)星通信信號不穩(wěn)定，在很大程度上制約了衛(wèi)星通信的質(zhì)量。此外，地面的站點(diǎn)與衛(wèi)星中轉(zhuǎn)站的距離較遠(yuǎn)，延遲一般在一秒左右。衛(wèi)星在作業(yè)環(huán)節(jié)受到星蝕及雨衰等狀況，也會在一定程度上影響小站語音通信的穩(wěn)定性，導(dǎo)致小站的電話通信存在時間差，如遇雷雨天氣甚至是出現(xiàn)通信中斷等狀況?，F(xiàn)階段的衛(wèi)星技術(shù)較為復(fù)雜，要保證其作業(yè)質(zhì)量，需要專業(yè)的技術(shù)人員，操作難度較大。再加上各個部門之間的溝通不夠順暢，衛(wèi)星通信的落實(shí)還存在一些問題。這些狀況影響通信功能的發(fā)揮，需要專業(yè)的技術(shù)人員加強(qiáng)重視，結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行解決。

三、衛(wèi)星通信技術(shù)在防汛領(lǐng)域的運(yùn)用策略

（一）衛(wèi)星通信技術(shù)在防汛領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

衛(wèi)星通信技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到社會各個領(lǐng)域，防汛作為水利行業(yè)的重要一環(huán)，成為關(guān)注要點(diǎn)。我國結(jié)合水利防汛的要求已經(jīng)建立起衛(wèi)星地面站，利用亞洲衛(wèi)星二號的1/2波段進(jìn)行信息傳遞，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主管部門和流域管理單位之間的信息交流及數(shù)據(jù)傳輸。主管部門能夠及時將汛情傳遞到流域管理單位，并且提供大量的專業(yè)信息，幫助防汛人員進(jìn)行汛情防治。目前，由于運(yùn)用衛(wèi)星通信技術(shù)在很大程度上提升了信息的交流速度，部分省市已經(jīng)建立起專業(yè)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，為現(xiàn)階段的防汛作業(yè)工作帶來很大的幫助。衛(wèi)星通信防汛已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、圖像傳遞以及實(shí)時通話等功能，信息收集單位及時向防汛單位傳遞流域的具體信息，再加上數(shù)據(jù)庫的建立，各個單位及時了解汛情，結(jié)合具體數(shù)據(jù)制定解決策略。此外，借助衛(wèi)星通信，還能針對汛情實(shí)時監(jiān)控，并且將監(jiān)控畫面直接傳遞到指揮中心，方便防汛人員對汛情的變化狀況進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際實(shí)時對防汛作業(yè)方案進(jìn)行調(diào)整。衛(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用到防汛作業(yè)中，不僅實(shí)現(xiàn)了汛情防范，還在很大程度上協(xié)調(diào)水利工程的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對居民財產(chǎn)及人身安全的保證。

（二）應(yīng)急通信系統(tǒng)的建立

實(shí)際的防汛作業(yè)中，部分汛期的發(fā)生一般具有突然性。這種突發(fā)性的汛情會對周邊產(chǎn)生很大的影響，針對其治理也十分必要。傳統(tǒng)的信息傳遞手段較為落后，難以在第一時間將汛情信息傳遞到治理單位，在很大程度上影響防汛人員的反應(yīng)速度，制約防汛作業(yè)的落實(shí)。在此背景下，可以將衛(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用到應(yīng)急防汛中，實(shí)現(xiàn)對突發(fā)性汛情的防護(hù)以及治理。突發(fā)性的汛情不確定因素較多，需要進(jìn)行大量的信息收集，將無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字集群以及衛(wèi)星通信等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)信息的快速傳遞，便于信息交流，為防汛作業(yè)奠定基礎(chǔ)。其中，衛(wèi)星通信技術(shù)可以借助衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)高覆蓋率、高清晰度及高容量的信息傳遞，便于防汛人員精準(zhǔn)了解汛情的各項(xiàng)狀況；數(shù)字集群技術(shù)可以利用數(shù)字信號及編碼技術(shù)進(jìn)行信息資源的共享，防汛單位借助該技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動的調(diào)度指揮；無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有便攜性及安裝簡單等優(yōu)勢，在防汛作業(yè)中一些不利于有線網(wǎng)絡(luò)接通的環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用。借助該技術(shù)，能夠在防汛整個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)信息的傳遞和交流，進(jìn)一步推進(jìn)防汛功能的落實(shí)。防汛單位將這些技術(shù)集中到防汛通信車中，使車輛具有實(shí)時通信以及信息收集和傳遞等功能，在防汛現(xiàn)場構(gòu)建起可以移動的防汛通信體系，便于防汛作業(yè)的落實(shí)。

（三）衛(wèi)星防汛通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

要充分發(fā)揮衛(wèi)星通信網(wǎng)的優(yōu)勢，關(guān)鍵還在于通信網(wǎng)絡(luò)的建立。在防汛作業(yè)中，要科學(xué)合理地實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信技術(shù)的落實(shí)，就需要加強(qiáng)對衛(wèi)星通信技術(shù)的研究，在此基礎(chǔ)上建立起通信網(wǎng)絡(luò)。

首先，結(jié)合實(shí)際對防汛通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)行研究，按照快速、高效及靈敏等尋求對現(xiàn)有的車載站、衛(wèi)星電話、便攜站以及固定站等整合，實(shí)現(xiàn)各個系統(tǒng)及站點(diǎn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

其次，系統(tǒng)功能的研究，專業(yè)的技術(shù)人員要加強(qiáng)對各個系統(tǒng)功能的研究，通過固定站及車載站的數(shù)據(jù)集成技術(shù)將整個汛期信息收集整理，然后傳輸信息，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)信息的數(shù)據(jù)傳遞及圖像傳輸，在很大程度上推進(jìn)信息之間的交流。而車載站及便攜站負(fù)責(zé)信息的收集，利用這些站點(diǎn)對汛情的數(shù)據(jù)、圖像以及程度等信息收集，之后傳遞到指揮中心，便于作業(yè)人員作業(yè)。固定站可以承擔(dān)指揮中心的功能，在防汛期間承擔(dān)對車載站及便攜站等站點(diǎn)的指揮任務(wù)，借助實(shí)時衛(wèi)星通話功能實(shí)時的調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對汛情的控制。

最后，衛(wèi)星防汛通信網(wǎng)絡(luò)工作方式的選擇，洪澇災(zāi)害具有較強(qiáng)的破壞性，如果洪澇災(zāi)害較為嚴(yán)重，常規(guī)手段難以滿足數(shù)據(jù)收集的需求，就需要利用衛(wèi)星防汛車載移動系統(tǒng)進(jìn)入防汛現(xiàn)場，車載衛(wèi)星天線能夠迅速地對衛(wèi)星信號進(jìn)行捕捉，對衛(wèi)星進(jìn)行鎖定，然后利用數(shù)字微波技術(shù)將現(xiàn)場的信息傳輸?shù)杰囕d站與便攜站，再由承載站將現(xiàn)場信息傳輸給固定站指揮中心，實(shí)現(xiàn)信息的傳遞與交流，為防汛工作的落實(shí)奠定基礎(chǔ)。

（四）遵循作業(yè)原則

衛(wèi)星通信技術(shù)雖然具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，但是在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)依舊會受到各種因素的制約。要充分應(yīng)用衛(wèi)星通信技術(shù)，關(guān)鍵還在于遵循規(guī)范。一方面，重視天氣狀況，衛(wèi)星通信雖然規(guī)避了地面因素的影響，但是由于其借助衛(wèi)星進(jìn)行信息收集與傳遞，很容易受到天氣的影響。惡劣天氣會影響信號傳遞，導(dǎo)致信息失真。通過加大衛(wèi)星天線的尺寸等手段加強(qiáng)衛(wèi)星信號，以規(guī)避外界天氣可能產(chǎn)生的影響。另一方面是與地面設(shè)備的配合，衛(wèi)星信號的接收需要通過地面設(shè)備實(shí)現(xiàn)，加強(qiáng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)與地面其他通信系統(tǒng)的融合，形成統(tǒng)一整體，避免不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的信息傳遞問題。

四、結(jié)語

在開展防汛工作時，洪水可能會對通信設(shè)施造成不同程度的破壞，使防汛指揮中心難以及時掌控防汛現(xiàn)場的狀況，造成更大的損失。防汛通信必須具有充分利用衛(wèi)星通信技術(shù)，保障應(yīng)急事件的通信不中斷。通過在防汛現(xiàn)場建立衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場的各種信息傳輸?shù)椒姥粗笓]中心，將指揮中心的決策傳達(dá)到現(xiàn)場，從而增強(qiáng)防災(zāi)的綜合能力，最大限度減少災(zāi)害損失。

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作者簡介：葉廣?。?989），男，山東省肥城市人，碩士，工程師，研究方向?yàn)樾l(wèi)星地面應(yīng)用（衛(wèi)星通信）。