卫星通信在消防应急中的应用
舒羽 郭阳
摘要：突发灾害和自然灾害所造成的损失和破坏是十分严重的，预防和处理突发灾害显得尤为重要，所以卫星通信的需求和要求日益增多和提高。应急卫星通信系统不仅要求机动性强，通信无死角，而且要求适用范围广'反应快速，根据这些需求，文章进行了卫星应急通信系统的研究工作。主要讲述了在消防救援中的应用。文章涉及应急通信系统研究的目的、意义、发展现状及趋势；然后从卫星通信技术手段分析了卫星通信的组成和原理等等。
关键词：卫星通信；消防救援；技术手段
1引言
中国是一个灾难频发的国家。自然灾害时有发生，并且随着当今社会日益增多的大型活动，突发的紧急灾害事故及社会公共安全事故越来越频繁的发生，给人民生命财产和国民经济造成了很大的损失。这使得人们进一步意识到完善应急通信体系的重要性。
卫星应急通信系统是为满足各类紧急情况下的通信需求而产生的，而自然灾害，尤其是社会事件等突发公共安全事件发生的规模和地点都无法提前预知和准备。这些通信设备在发生灾害的时候就需要临时组装，来接收现场的图片视频影音资料，这些信息对于处理突发事件，有十分重要的作用。通过卫星通信来建立临时或应急的通信能力几乎都是预案中的首选，并且发挥着至关重要的作用。
随着科技发展，卫星通信显示出了更加重要的作用，在文章介绍了卫星通信的基本原理和组成，在消防应急中的应用等等。
2卫星通信在消防应急中的应用
2.1卫星通信的基本原理、组成及优势
卫星通信的原理就是利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号，在多个地球站之间进行的通信。地球站是指设在地球表面的无线电通信站。
卫星通信系统是由地面部分和空间部分两部分构成的。通信卫星实际上就足一个悬挂在空中的通信中继站。它居高临下，视野开阔，只要在它的覆盖照射区以内，不论距离远近都可以通信，通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号。
卫星通信与其他通信方式相比较，有以下的特点：（1）通信距离可以达到远，且费用与通信距离无关。（2）通信容量大，适用多种业务传输。卫星通信使用微波频段，可以使用的频带很宽。（3）广播方式工作，可以进行多址通信。通常，其他类型的通信手段只能实现点对点通信，而卫星是以广播方式进行工作的，只要是卫星覆盖的区域，都可以进行通信，这些地球站可共用同一颗通信卫星来实现多边通信，即进行多址通信。（4）可以自发自收进行监测。发信端地球站同样可以接收到自己发出的信号，从而可以判断传输质量好坏。（5）无缝覆盖能力。利用卫星移动通信，可以不受气候条件、地理环境和时间的限制，建立覆盖全球性的海、陆、空一体化通信系统。（6）安全可靠性。与其他方式相比，卫星通信所受的约束和障碍更加少，所以其安全可靠性很好。
主要缺点是：传输时延大。以300000km/s的速度传播的电波，要经过240ms～260ms的延时，加上终端设备对数字信号的处理时间等，延时还要增加很多，根据国际电报电话咨询委员会建议，单程传输不要超过400ms；在南纬75°以上和北纬75。以上的高纬度地区，由于同步卫星的仰角低于5°难以实现卫星通信；同步轨道的位置有限，不能无限度地增加卫星数量和减小星间间隔；每年有天文现象发生，十分影响通信。例如存在不可避免的日凌中断和星食发生；卫星寿命一般为几年至十几年，要做长远的部署和计划，故要做好承担一定风险的准备。
2.2卫星通信在消防应急中的具体应用
2.2.1消防指挥VAS卫星通信的组成
一般来说，具体到消防方面，其应急指挥通信系统由应急指挥中心（中心站）和事故现场侧设备组成，两者通过地球同步轨道卫星建立通信连接。事故现场侧由应急通信车（车载站）和现场采集设备（编写站）组成。
（1）地面固定主站。主站的作用：通过卫星对车载站进行管理控制，并且提供地面固定网络和卫星移动网络的互联转接。
（2）应急通信中的指挥车。应急通信车组成是由车辆、VSAT车载、设备无线局域网设备等。通信车经VSAT卫星实现远程通信，并且对应急现场进行最基本的信息采集、车载视频监控、信息处理、指挥控制、多业务作业终、端通信保障、综合保障。
（3）便携站。由主设备箱、天线箱、辅助设备箱以及便携发电机构成。在公共交通（民航、铁路）系统可用的情况下，便携站的应用灵活，既可以通过别的运输工具将便携站运抵现场，作为远端移动站使用，也可以放置在前线指挥部作为卫星地面站使用。
2.2.2消防应急卫星的应用
（1）卫星通信系统中的业务实现方式概述。为了保证灾难救援现场和应急指挥部的通信，需要的最基础的业务就是语音、视频及数据业务，下文简单的介绍一下这3种业务的实现方式。在抢险救灾现场，语音通话是最基本、最重要的业务需求，语音业务包含2个方面：一是解决现场工作人员之间的通话；另一个是解决现场人员拨打和接听系统电话或公网电话的问题。现场工作人员之间的语音通话通过车载集群设备来解决，这可以满足救援人员之间互相通话。现场人员拨打电话的方法是利用海事卫星电话，海事卫星电话的特点是不受天气限制，特别是海事卫星车载设备可以实现动中通，但是海事卫星电话也存在的问题，这就是话路少、资费高。在抢险救灾过程中，视频业务的互通既可以使后方的领导和指挥人员直观地了解现场的情况，实现直接交流。视频业务主要是采用VSAT卫星通道完成的。在国网主站配置基于H.323协议的MCU（MultipointControl Unit，多点控制单元），主站的MCU接入应急救灾指挥中心电视系统；在车载站和便携站配置会议电视终端，会议电视终端通过VSAT卫星通道接入主站的MCU，这样，就相当于一个远端会场，实现视频回传及参加电视会议。抢险救灾现场的视频图像可以通过无线图像传输设备（单兵）、车顶可升降摄像头及车内摄像头采集获得。
抢险救灾现场的数据业务包括内网数据和外网数据。内网数据可分为现现场指挥办公的邮件、Web浏览等；外网数据主要包括浏览Internet、收发外网邮件等。在通信车，现场使用无线局域网设备的无线数据访问办公室工作人员。内部网数据通过VSAT卫星频道、网站访问防火墙安全认证后救援指挥中心。卫星数据传输格式的IP包和支持TCP/IP协议，所以数据服务访问实现比较简单，通过将一个卫星设备和救援指挥中心信息网络路由器连接可以实现。
（2）卫星通信系统可以通过卫星通信指挥车装载，实现移动式处理消防救援。应急通信指挥车是卫星通信系统中的一个地面站，它可以十分迅速的在火灾现场或者各类别的应急现场建立小型移动指挥站，这样可以实施对消防部队的直接指挥和对火灾现场的事故紧急处理。通信指挥车可以通过卫星信道进行指挥，与此同时可以直接与消防中心进行语音图片等信息的双向交流，接收消防中心所下达的有效指令；利用指挥车上的350MHz车载台与消防调度中心保持实时通信与联络；利用GPS进行定位，随时发送指挥车所在的位置以及行车方向和所在环境等；车顶上的摄像设备可以随时收集灾难现场的情况，然后传送回消防调度站，有利于消防人员及时布置消防设施和消防力量；车上工作人员可以携带小型摄像机深入应急现场，将最新最真实的前方情况传送出来。这样就实现了移动式作战，更有利于救援方案的实施。
（3）卫星通信系统可以有效的帮助消防中心对仓库、生产厂房等监控点实时监控，预防火灾的发生。卫星通信系统是一个巨大的宽带网络，可以通过信道对监控点进行实时监控，一旦有危险发生，比如说仓库着火等，系统便会发出警报，这样消防中心就会收到报警信息，然后根据消防指挥中心中关于失火地点的资料和商家的信息确定救援方案。消防中心还可以远程控制摄像机进行有效的处警指挥。
（4）32星通信可以实现报警和处警一体化。在卫星通信系统中空间信息平台可以提供空间数据的采集、处理、存储、显示、应用和管理功能，包括GIS/GPS/RS空间基础数据，基础地理数据及关键区域空间数据。这些既可以及时的发现发生火灾的地址等详细情况，也可以及时的估测所需消防力量，派出消防队伍，集中调度重要应急资源，而且实时的更新现场的信息，有利于随时调整消防方案，实现了报警和处警一体化，更加快速有效率的完成救援活动。
2.3卫星通信在消防中应用的需要改进的地方
（1）目前，我国应急救援通信系统均是局域性设置，需要形成社会联动的通信体系，这样才利于适于应对重大灾害事件；（2）各部门均建有独立的指挥中心，造成重复投资，资源浪费，接处警和效率难以提高；（3）现有各救灾部门应急救援通信网络融合性差，难以保证有效协调运作；（4）现有通信装备的集成效能不能满足重大灾害事件作战要求，利用率较低，互通性能差；（5）没有法定的通信技术、管理方式，以指导未来规划性建设。
3结语
消防应急救援是国家应对突发性灾难的一个重要方面，提高救援能力是保证社会稳定的基础，所以我们应该从多个方面提高我国的应急救援建设，这其中涉及多种学科和技术，其关联关系错综复杂，一方面我们要提高科技水平，完善卫星通信技术，另—方面提高大众的安全意识。卫星通信救援是很有发展前景的，做好这方面工作，对于国家有着非常重要的意义。
