淺談無線通信在測繪應急中的作用

摘 要：測繪應急是針對突發災害而設的快速監測與服務體系，它能在第一時間快速獲取、處理災區現場數據信息，并隨時監測災害的動態變化，進行評估，提供服務。在其運行機制中，無線數據通信起著關鍵性的作用。

關鍵詞：數據傳輸；無線通信；衛星

1 引言

十余年來，應急測繪技術以其能快速、準確得獲取和處理災區實時數據，將災區第一手資料迅速的提供給抗災應急指揮部和社會媒體，同時也將分析結果和原有的基礎測繪數據輸送給災區進行數據支持，在救災中發揮了突出的先鋒作用，引起了廣泛關注。測繪應急系統涵蓋高、中、低空的數據獲取平臺，海量地形地貌數據需要在極短時間內在災區現場與后方指揮中心進行傳輸交換，數據傳輸尤為關鍵。

2 測繪應急系統的組成

構建測繪應急保障系統的關鍵是如何快速、實時得獲取災區的空間數據，為救災指揮中心或公眾提供基礎測繪信息服務。以下是測繪應急系統的基本工作流程：災害發生后，成立應急指揮中心，調用應急地理數據庫（包括原有的地形圖和最新的航空遙感數據等），派遣作業隊深入災區采集數據，基礎數據為從后方攜帶至災區的或由指揮中心發送來現場打印的地圖的和最近時間遙感圖像融合后的最新災區圖紙，數據采集的方式主要有無人機航拍、車載地面采集、單兵采集等。以多種格式采集的數據需迅速傳輸至現場指揮部或后方應急指揮中心，以進入數據處理系統得到權威專家的解譯和分析，并將成果輸出服務救災或進行媒體發布。

該系統可劃分為硬件系統和軟件系統，硬件主要由遙感平臺、傳感器、電源、通信器材、輸出設備等組成。軟件系統主要包括無人機飛控軟件、數據傳輸監控軟件、數據處理軟件等。其中遙感平臺含地面遙感車、無人機、單兵等，傳感器主要有高分辨率相機、GPS/IMU、攝像儀、全站儀等。輸出設備主要有繪圖儀、打印機等。這些設備必須以一定形式接入網絡將數據分享。數據傳輸硬件及軟件組成了數據通信系統，主要形式為無線通信。

3 測繪應急系統中的無線通信

應急指揮部應首先恢復網絡，建立與后方指揮中心的聯系。應盡可能的利用原有通信手段，若有線網絡和設施等已損壞，也不在移動網絡覆蓋區，則無法與有線公網和移動網絡建立連接，只能在快速搶救公網的同時，選用衛星通信或其他無線網絡形式將采集數據回傳。但衛星通信成本高，適應于遠距離數據傳輸。若災區距離救災指揮總中心距離較近，可考慮臨時搭建通信中繼站。

現場通信網絡應滿足遙感采集車、無人機、單兵采集、現場指揮部與應急指揮中心的快速通信，基于流動特點災區現場的通信方式主要采用專業無線通信網絡，如MiWAVE。構建暢通的災區無線通信網需要建架設多個基站，以滿足覆蓋一定范圍的測區與指揮部的需要。多基站形成通信網，當數據采集車或單兵從一個基站轉移到其他基站覆蓋范圍時，可自動切換下一個基站的網絡進行數據回傳。專業無線通信方式覆蓋范圍廣，架設簡單，基站通過衛星接入、微波中繼、地面固網接入等多種接入方式與IP骨干網和互聯網相連。其通訊速度快，質量高，成本相對較低，是應急保障的主要數據傳輸手段。

無人機航拍系統可以滿足遙感數據采集車或單兵無法到達的盲區的測繪。還可作無線通信的中繼站，主要由小型無人機飛行平臺，高分辨率相機、GPS和其他等傳感器，以及飛控系統等組成。飛控系統是工作的核心，包括地面控制中心，機上導航、數據傳輸系統等。地面控制中心可選取測區中部地面高點或遙感車，它負責規劃飛行任務，實時飛行監控，上傳控制指令，將無人機數據通信設備下傳的數據進行分析處理或傳至應急指揮部進行處理。無人機飛行平臺主要有小型無人機、機上動力系統、無線信號接收器和發射器等組成。機上帶有機載飛控設備，機載飛控軟件、以及傳輸監控系統等。機上傳感器具有通用的數據接口，可將實時采集的數據通過機上通信器傳送給地面控制中心。目前，我國的無人機航拍技術已經成熟。

衛星、MIVAVE、機控傳輸系統等構成了災區現場應急指揮部通信的主體。MIVAVE在小區域范圍內組成了通信方便的局域網，單兵、無人機、遙感車等采集平臺獲得的數據可通過它傳輸至災區指揮部，再通過中繼衛星、通訊中繼站或修復好的公網與后方指揮中心進行通信。這是數據通信的主要方式。為保證在一條通信線路斷開下仍能保持通信暢通，指揮部與后方指揮中心可隨時啟用衛星通信，收錄采集數據和傳輸指揮信息。

4 結論

測繪應急系統的關鍵是依據現有資料將海量的災區現場圖片、視頻及其他數據形式快速、動態的傳遞給救災指揮中心，通過分析，做出判斷，傳送回指揮部現場。因此，數據通信是應急系統的關鍵，考慮到災區的有線網或移動網絡已被破壞，構件專業無線網絡是好的解決方法，MiWAVE寬帶無線技術已有了成功的應用案例。它可以以簡單、小型的形式構建聯系網絡，將災區現場、現場指揮部、后方抗災指揮中心連接起來，及時恢復圖片、視頻、語音等數據信息的快速傳輸。

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