平流層通信在軍事通信中的應用探析

摘 要：平流層通信平臺與現有衛星和地面通信平臺相比，具有部署快、抗干擾能力強、費用低、通信質量好、終端設備少、戰場靈活性好等諸多優點，在軍事通信中有廣泛的應用前景，已引起國內外的高度重視。

關鍵詞：平流層 通信平臺 軍事應用

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0035-01

當人們關注陸戰場、海戰場、空戰場的同時，在距離地面18～50 km的平流層空間，悄然成為世界爭奪的新領域。被媒體譽為“中國互聯網之父”的中國工程院院士劉韻潔直言：“2萬 m的平流層就像國際上的公海，已經有國家打算開發，我們也要有所作為。”很顯然平流層將成為發達國家爭奪空間資源的新熱點。

1 平流層通信概述

1.1 平流層通信

平流層通信是指用位于平流層的高空平臺電臺HAPS（High Altitude Platform stations）代替衛星作為基站的通信。與地面蜂窩系統相比，平流層通信的覆蓋區域大、作用距離遠、信道衰落小，不但降低了地面建設的費用，而且也降低了周圍的環境污染；與衛星通信系統相比，它往返延尺短、自由空間衰耗小、費用低、建設快，有利于實現通信終端的寬帶化、小型化和對稱雙工的無線接入。

1.2 平流層通信平臺

平流層平臺的搭建是實現平流層通信的關鍵技術。平臺高度通常建議在距地面17～22 km。可以用氣球、飛艇、飛機、飛船等作為安置轉發站的平臺。選擇此高度的原因，一是位于航空航線之上；二是此處的平均風速小。在此空間搭建通信平臺既可以克服航空平臺滯留時間短、受地球大氣影響的限制，又可以發揮航空平臺高分辨率、靈活機動的特點；既可以克服航天衛星軌道無法隨意變更、飛行周期長的限制，又可以發揮航天平臺飛行平穩的優勢。若平臺高度在20 km，則可以實現地面覆蓋半徑約500 km的通信區，我國只需要十幾臺平流層通訊飛艇就可以讓通訊信號覆蓋大陸地區。

2 國內外現狀

2.1 國外研究現狀

平流層通信的戰略價值已經引起各國的重視，并成為各國近期研究的熱點。并成為各國近期研究的熱點。美國、歐盟、俄羅斯、韓國、日本、英國、以色列等國家和地區都在投入大量的經費，積極開展平流層通信的技術研究，其中美國走在最前列。美國最先提出平流層飛艇平臺，美國SSI公司首先提出輕于空氣的飛艇計劃。歐洲空間組織（ESA）于1986年6月開始進行高空長耗時高空平臺的概念設計。日本的“新千年計劃”，即從2000年起，開發平流層試驗艇和低空試驗艇。2005年，美國“高空哨兵”飛艇進入平流層試驗成功，攜帶了大約27 kg的設備，飛行高度達到22 km，并留空5h。2009年，美國計劃耗資4億美元開發一種能飄浮在6.5萬英尺（相當于20000 m）高空的巨型飛艇。這種飛艇能在空中飄浮10年，對下方的車輛、飛機甚至行人進行不間斷的監控。

2.2 國內研究現狀

我國已逐步認識到平流層空間開發的重要性。國內有關專家呼吁要把握好時機，大力發展包括平流層飛艇、高空氣球等在內的浮空器，搶占目前還是“真空”地帶的平流層廣大區域。我國的目標是將氣球（艇）體積提高到100萬 m3，有效載重進一步增加，開展更長時間氣球（艇）飛行技術研究，包括飛行控制、材料、球體設計等方面，研究并發展氣球（艇）飛行的精細控制技術，建設新的半永久氣球（艇）站。在太陽能飛行器方面，由北京大學牽頭、相關機構支持形成的太陽能空天飛行器研究開發專業機構，主要對太陽能飛行器系統集成技術的研究、開發和運用，迄今已經完成開發具有獨立知識產權和自主掌握核心技術的“太陽能平流層懸浮平臺系統”。

3 平流層通信技術在軍事通信中應用

從最近幾場由美國發起的高技術局部戰爭來看，癱瘓通信設施是戰爭奪取制電磁權的首選目標。未來戰場通信建設發展方向是高速、寬帶、綜合化。平流層通信用于軍事通信的優勢是明顯的，因為它具有快速部署和很高的生存能力。

3.1 平流層通信網絡與現有軍事通信網絡融合

在已經存在的網絡中，平流層平臺可以作為一個節點，或者作為一個替代衛星。在空間和時間上填補了衛星和預警機的空白。在現有條件下平流層通信與已有各類網絡融合后，平流層通信系統可分為5個部分：（1）用于戰場通信。平流層平臺與預警機系統和軍隊指揮網構成作戰指揮網，可將戰場空中、海面及陸地收集到的信息及時傳輸給預警系統，由預警系統再對目標分析、處理，分發給陸、海、空部隊指揮網絡。（2）與移動網絡通信。平流層通信平臺的一個很大的優點就是它能夠移動，可以覆蓋有臨時業務需求的地區。（3）與民用網通信。可以通過地面網關與Internet和數據庫進行融合，方便地實現網間通信，也可以直接與用戶終端進行通信。（4）平流層平臺之間的通信。多個平流層通信平臺可以構成平流層通信網絡，平流層通信網絡相比單個的平臺可以覆蓋更大的區域，具有很多的鏈路和更大的空間。（5）與衛星網絡通信。信息既可以直接通過平臺進行轉發，也可以由平流層平臺將信息轉發給衛星，再通過衛星轉發。

3.2 平流層通信適用于戰區通信

平流層通信系統很適合用于有限局域、邊緣地帶以及戰役和應急情況下的臨時服務。由于消耗功率小、所需設備少、地面天線短、戰場靈活性強，通信平臺可以得到快速部署。一旦平臺到位，就可以迅速地建立起戰區的通信和偵察體系。由于平流層通信平臺位于17～22 km的高度，為定點懸空式裝備，除裝載一些必需的設備外，其他的多數都可以放在地面，可很容易地組成空地結合式的探測設備。建立平流層集成、互補式的獨立探測系統，特別適用于在敏感局部地區應用，可以完成區域內導彈預警探測、情報偵察、控制、指揮、引導、通信、戰損評估、目標識別、探測隱身飛機等任務。

3.3 平流層通信應用于軍隊完成多樣化任務

2008年南方雪災、汶川地震等重大災難的發生暴露出我國在通信方面能力不足，基于地面的移動通信網絡幾乎全部癱瘓，信息不通致使軍隊救災困難加大。由于平流層平臺具有快速部署的特點，因此特別適合于災難事件和緊急事件，例如遇到火災、水災、電災、地震等自然災害，可以臨時升空或緊急調度一個或多個平流層通信平臺到事發地上空，作為臨時通信中轉站，并對自然災害進行監視和控制，為分散在救災現場的部隊提供迅速可靠的通信聯絡保障。

參考文獻

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