衛星通信技術在防汛領域的運用分析

摘要：隨著科學技術的發展，防汛環節的技術手段也不斷升級，衛星通信技術逐漸應用到防汛領域。相較于傳統的技術手段，衛星通信的技術質量及效率很高，對于防汛的應急處理和突發性汛情具有很強的治理能力，是現階段防汛工作的關鍵技術。然而，在實際作業環節，衛星通信的技術性很強，再加上防汛領域涉及面較廣，技術的應用還存在一些隱患，在一定程度上制約著防汛作業的發展。在此背景下，作業人員就需要結合實際對衛星通信技術進行研究，科學合理地應用到防汛領域。

關鍵詞：衛星通信；防汛；應急處理

相較于傳統的技術，衛星通信規避了地質環境的影響，可以更加快速及全面地進行信息傳遞。現階段，在社會發展過程中，衛星通信已經成為重要的應用技術。而防汛是指對河流汛期的防范作業，洪汛的在很大程度上影響兩岸居民的安全，并且造成很大的經濟損失。然而，防汛需要收集大量的信息幫助防汛人員進行狀況判斷，降低防汛難度，傳統的通信技術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對通信技術的重視，將衛星通信技術引入防汛領域，保證防汛作業的順利開展。

一、衛星通信及防汛概述

（一）衛星通信

1.概念

衛星通信是指借助衛星技術進行信息溝通的技術。該技術將人造衛星作為中轉站進行電波發射，能夠實現多個點位之間的實時通信。相較于傳統的技術，衛星通信由于借助人造衛星進行信號轉移，其信息溝通能夠在保證質量的基礎上加快信息傳遞的效率。在社會的發展過程中，各個行業對信息交流的需求不斷提升，傳統的信息交流手段已經難以滿足社會的發展需求。在此背景下，衛星通信的重要性不斷提升。加強對衛星通信的研究，將其科學合理地應用到各個環節。其特點是通信范圍大、可靠性高、開通電路迅速、可多址接收和多址連接。衛星通信設備如圖1所示。

2.特點

衛星通信特點：一是結構精密。衛星通信由空間站及地球站兩部分組成，分別承擔不同的功能，二者協調共同發揮信息的收集及傳遞功能。二是技術優勢較強。相較于傳統的通信技術，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，可以快速精準實現信息傳遞。地球站及地面設備體積及重量較小，而且造價較低，降低了成本支出。三是通信質量很強。在保證信息正確傳遞的基礎上實現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、湖泊等水域的季節性或周期性的漲水現象。由于洪汛會對周邊及水利設施產生很大的影響，防汛也就成為必然選擇。必須加強對洪水的信息收集，并且結合數據對洪水預防。將衛星通信技術引入防汛作業中，通過先進的通信手段實現信息的轉移和交流，可以降低防汛難度。

現階段，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、副熱帶高壓異常導致的惡劣天氣等，很容易導致洪汛的出現。另一方面是人為原因，現階段城市發展的背景下對環境產生很大的影響，諸如圍湖造田、水土流失以及林地破壞等狀況出現，在很大程度上影響當地的水資源，進而導致洪汛出現。

在防汛領域方面，防汛首先具有持續性，即防汛并非一蹴而就，汛期的存在使得相關部門必須密切關注降水狀況，以保證作業的需求；其次是技術性，洪水災害一般具有規模性，針對洪水的治理十分困難，而且部分地區河流很長且流域面積很廣，再加上地質構造復雜，很難防汛。防汛作業流程如圖2所示。

二、衛星通信技術的優缺點

（一）優點

衛星通信技術具有很強的優勢。一是衛星通信不受地形影響，不需建中繼站，特別適合于點多、面廣、地理位置偏僻的報汛測站；二是衛星通信功能較為齊全，水利衛星通信與北斗衛星通信相比，增加了語音通信，數據廣播、高速網絡應用等功能，非常適合基層防汛通信應用；三是維護成本低的特點，基層用戶單位運行維護成本低。

（二）缺陷

衛星通信雖然在很大程度上推動了通信技術的發展，但是其依舊存在一些缺陷。

首先是通信的延遲狀況。現階段，在水利工程發展過程中，使用的衛星通信設備還存在延時狀況，再加上部分小站點的衛星通信信號不穩定，在很大程度上制約了衛星通信的質量。此外，地面的站點與衛星中轉站的距離較遠，延遲一般在一秒左右。衛星在作業環節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定性，導致小站的電話通信存在時間差，如遇雷雨天氣甚至是出現通信中斷等狀況。現階段的衛星技術較為復雜，要保證其作業質量，需要專業的技術人員，操作難度較大。再加上各個部門之間的溝通不夠順暢，衛星通信的落實還存在一些問題。這些狀況影響通信功能的發揮，需要專業的技術人員加強重視，結合實際需求進行解決。

三、衛星通信技術在防汛領域的運用策略

（一）衛星通信技術在防汛領域的應用現狀

衛星通信技術已經逐漸應用到社會各個領域，防汛作為水利行業的重要一環，成為關注要點。我國結合水利防汛的要求已經建立起衛星地面站，利用亞洲衛星二號的1/2波段進行信息傳遞，進而實現主管部門和流域管理單位之間的信息交流及數據傳輸。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信息，幫助防汛人員進行汛情防治。目前，由于運用衛星通信技術在很大程度上提升了信息的交流速度，部分省市已經建立起專業的衛星網絡，為現階段的防汛作業工作帶來很大的幫助。衛星通信防汛已經實現數據傳輸、圖像傳遞以及實時通話等功能，信息收集單位及時向防汛單位傳遞流域的具體信息，再加上數據庫的建立，各個單位及時了解汛情，結合具體數據制定解決策略。此外，借助衛星通信，還能針對汛情實時監控，并且將監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行研究，結合實際實時對防汛作業方案進行調整。衛星通信技術應用到防汛作業中，不僅實現了汛情防范，還在很大程度上協調水利工程的發展，實現對居民財產及人身安全的保證。

（二）應急通信系統的建立

實際的防汛作業中，部分汛期的發生一般具有突然性。這種突發性的汛情會對周邊產生很大的影響，針對其治理也十分必要。傳統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速度，制約防汛作業的落實。在此背景下，可以將衛星通信技術應用到應急防汛中，實現對突發性汛情的防護以及治理。突發性的汛情不確定因素較多，需要進行大量的信息收集，將無線網絡、數字集群以及衛星通信等技術有機結合，實現信息的快速傳遞，便于信息交流，為防汛作業奠定基礎。其中，衛星通信技術可以借助衛星實現高覆蓋率、高清晰度及高容量的信息傳遞，便于防汛人員精準了解汛情的各項狀況；數字集群技術可以利用數字信號及編碼技術進行信息資源的共享，防汛單位借助該技術實現移動的調度指揮；無線網絡技術具有便攜性及安裝簡單等優勢，在防汛作業中一些不利于有線網絡接通的環節發揮重要作用。借助該技術，能夠在防汛整個環節實現信息的傳遞和交流，進一步推進防汛功能的落實。防汛單位將這些技術集中到防汛通信車中，使車輛具有實時通信以及信息收集和傳遞等功能，在防汛現場構建起可以移動的防汛通信體系，便于防汛作業的落實。

（三）衛星防汛通信網絡的構建

要充分發揮衛星通信網的優勢，關鍵還在于通信網絡的建立。在防汛作業中，要科學合理地實現衛星通信技術的落實，就需要加強對衛星通信技術的研究，在此基礎上建立起通信網絡。

首先，結合實際對防汛通信網絡的系統構建進行研究，按照快速、高效及靈敏等尋求對現有的車載站、衛星電話、便攜站以及固定站等整合，實現各個系統及站點的系統結構。

其次，系統功能的研究，專業的技術人員要加強對各個系統功能的研究，通過固定站及車載站的數據集成技術將整個汛期信息收集整理，然后傳輸信息，實現整個系統信息的數據傳遞及圖像傳輸，在很大程度上推進信息之間的交流。而車載站及便攜站負責信息的收集，利用這些站點對汛情的數據、圖像以及程度等信息收集，之后傳遞到指揮中心，便于作業人員作業。固定站可以承擔指揮中心的功能，在防汛期間承擔對車載站及便攜站等站點的指揮任務，借助實時衛星通話功能實時的調度，實現對汛情的控制。

最后，衛星防汛通信網絡工作方式的選擇，洪澇災害具有較強的破壞性，如果洪澇災害較為嚴重，常規手段難以滿足數據收集的需求，就需要利用衛星防汛車載移動系統進入防汛現場，車載衛星天線能夠迅速地對衛星信號進行捕捉，對衛星進行鎖定，然后利用數字微波技術將現場的信息傳輸到車載站與便攜站，再由承載站將現場信息傳輸給固定站指揮中心，實現信息的傳遞與交流，為防汛工作的落實奠定基礎。

（四）遵循作業原則

衛星通信技術雖然具有很強的優勢，但是在實際作業環節依舊會受到各種因素的制約。要充分應用衛星通信技術，關鍵還在于遵循規范。一方面，重視天氣狀況，衛星通信雖然規避了地面因素的影響，但是由于其借助衛星進行信息收集與傳遞，很容易受到天氣的影響。惡劣天氣會影響信號傳遞，導致信息失真。通過加大衛星天線的尺寸等手段加強衛星信號，以規避外界天氣可能產生的影響。另一方面是與地面設備的配合，衛星信號的接收需要通過地面設備實現，加強衛星通信系統與地面其他通信系統的融合，形成統一整體，避免不協調導致的信息傳遞問題。

四、結語

在開展防汛工作時，洪水可能會對通信設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場的狀況，造成更大的損失。防汛通信必須具有充分利用衛星通信技術，保障應急事件的通信不中斷。通過在防汛現場建立衛星通信網絡，將現場的各種信息傳輸到防汛指揮中心，將指揮中心的決策傳達到現場，從而增強防災的綜合能力，最大限度減少災害損失。

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作者簡介：葉廣健（1989），男，山東省肥城市人，碩士，工程師，研究方向為衛星地面應用（衛星通信）。