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摘要：应急指挥车是当前气象部门应急指挥系统的重要组成部分。该方案所设计的气象应急指挥车通信系统,以气象探测、通信领域的应用为背景,综合运用多种通信方式，实现应急通讯网络的互连互通。
关键词：气象；应急；通信
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)26-6243-02
中国是世界上自然灾害最严重的少数几个国家之一。其自然灾害具有分布地域广、发生频率高、人财损失严重的特点。气象应急指挥系统在推进全社会参与气象应急管理工作，提高全民防灾减灾意识中具有里程碑式的意义。在防雹增雨、森林防火、防汛应急中发挥着积极作用。本文以克拉玛依气象应急指挥车系统为例，提出了气象应急指挥车通信系统设计方案，综合运用多种通信方式，实现应急通讯网络的互连互通。
1气象应急通信方式
卫星通信、短波通信具备较强的抗毁能力，是当前应急通信的主要技术手段，一般不对普通的公众开放，属于专用的应急通信技术。通过电信网络提供的通信技术，也是应急通信的一种方式。目前常用的气象应急通信方式是以卫星、短波、3G、有线通信方式为主。
1.1卫星通信
卫星通信实际上也是一种无线电通信站间的微波通信，它以卫星作为中继转发通信站间的微波信号，在多个通信站之间进行无线通信。在重大自然灾害发生时，如果地面线路受到严重破坏，卫星通信仍然可以发挥其重要作用。
1.2短波通信
短波通信是无线电通信的一种。波长一般在10到50米之间，频率范围在6到30兆赫。发射电波需要经过电离层的反射才能到达接收设备，通信距离较远，是远程通信的手段之一。短波是一种唯一不受有源中继体制约的远程通信手段，其抗毁能力以及自主通信能力都极强。短波通信与卫星通信相比，由于短波通信不用支付额外的话费，相对来说运行成本较低。
1.3 3G通信
3G移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝式移动通讯技术。3G移动通信技术的主要特点就是提供高宽带的各种多媒体服务。
1.4有线通信
现代的有线通信是指有线电信，即利用光或电信号可以代表声音，文字，图像等的特点，通过金属导线、光纤等有线媒质将相关信息来回传送。有线通信具有抗干扰能力强，可靠性高，保密性好的优点，但同时也受到地理条件的限制并且抗毁能力差。
2气象应急指挥车通信系统方案设计
2.1设计原则
无线通信具有抗毁能力强，灵活机动、组网方便等优点，是应急通信常用的通信方式。有线通信即常规的专用网络、电话网络、Internet等，特别是有线电信网络是我国分布最广泛的信息交换网络，具有范围广、适应强、费用低等优点，在灾害应急通信中是最基础的信息传输手段。但有线应急通信主要是通过电缆、光缆等线路进行传输，容易受到地理条件的限制并且抗毁能力差，一旦被破坏，通信立刻被中断且很难在短时间内恢复。所以，在气象应急指挥车通信系统方案设计中，通信网络应以无线网络为主，有线网络为辅。
2.2卫星通信波段选择
卫星通信以C波段和Ku波段为主。C波段是频率从3.7-4.2GHz的一段频带，作为通信卫星下行传输信号的频段。Ku波段频率范围从11.7-12.7GHz（下行频率）及14-14.5GHz（上行频率）。
Ku波段卫星的转发器功率一般都比较大，大多采用赋形波束覆盖，其卫星EIRP较大，加上Ku波段的接收天线效率一般都高于C波段接收天线，因此接收Ku波段卫星信号的天线口径都远小于C波段卫星接收天线，从而可以有效地降低成本，方便个体的接收；C波段卫星广播容易遭受地面微波等干扰源的同频干扰，而Ku波段的地面干扰较小，这就大大降低了Ku波段接收器对接收环境的要求；但是降雨对Ku波段卫星信号的影响较严重，其上下行信号的降雨衰耗远远大于C波段，在暴雨情况下Ku波段上下行链路的瞬间雨衰量可能超过20dB，而C波段卫星信号最大的雨衰量一般不会超过1dB。
目前，中国气象局DVB-S系统以Ku波段为主，气象应急通信以及数据接收都在其上，以后将逐步更换为C波段。因此，设计中考虑以Ku波段为主，同时采用较大尺寸接收天线，为以后更换C波段接收器做准备。
2.3方案设计
气象应急通信一般在应对气象灾害和突发公共事件时使用，情况紧急，要求能够快速组网。在前期完成简单的设备配置后，接通电源即可实现整个系统的连接，完成通信组网（如图1）。
图1气象应急指挥车通信系统网络拓扑图
克拉玛依市气象局气象应急指挥车通信系统，由应急车作为载体来实现系统集成。采用卫星链路为主要线路，设计中考虑到中国内陆地区的地理位置和上空卫星的接收情况，采用以Ku波段为主，同时安装大尺寸收发天线的方案，为以后更换C波段接收器做准备。在克拉玛依市气象局建立地面收发站，实现应急指挥车既可以直接连接中国气象局，又可以在克拉玛依市气象局实现信号落地的目的。
车内配备3G无线路由以及有线网络作为备用线路，在通信条件允许的情况下，采用VPN方式接入克拉玛依市气象局内部网络。这样既节约了通讯成本，也为应急指挥车提供了更为灵活的通讯组网方式。
无人机及单兵系统通过短波通信与应急指挥车连接。扩大了应急指挥车的信息收集范围，便于将应急指挥车不能到达范围的情况及时的传回，便于开展应急指挥和救援工作。
3结束语
本方案所设计的气象应急指挥车通信系统,既有独立的信息处理与传输功能，又能联网使用。充分发挥了系统的通信功能，实现灾害现场救援工作的统一指挥、调度、会商、协调和决策，将救灾工作及时、高效、有序地展开，以快、准、稳的应急措施，最大限度地减少人员伤亡和财产损失。作为现场的指挥中心，通过远程通信，为后方指挥中心提供各种业务信息，并接受后方的指挥和控制。实现了多种通信方式的互连互通,还能与远程的指挥中心保持数据通信,具有应用灵活、易于部署、性价比高的特点,能够有效提高气象部门应对气象灾害和突发公共事件的快速反应能力。
参考文献：
[1]赵凤伟,周欣.浅谈短波通信与应急通信体系[J].信息技术与信息化,2010,6(4).
[2]王蓓,王凡,罗建平等.基于3G网的气象应急指挥车通信系统设计方案[J].气象研究与应用,2007,28(4).
[3]张丽伟.基于3G通信技术的消防应急指挥系统[J].科技资讯,2010(20).
[4]朱晓春.Ku波段卫星数字广播的应用与发展[J].中国有线电视,2005(6).
[5]张红英.宁夏气象应急移动指挥系统的建设与应用[D].北京:北京邮电大学,2010.
[6]潘洋.HPSK调制技术的研究与改进[D].南京:南京师范大学,2011.
关键词：气象；应急；通信
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)26-6243-02
中国是世界上自然灾害最严重的少数几个国家之一。其自然灾害具有分布地域广、发生频率高、人财损失严重的特点。气象应急指挥系统在推进全社会参与气象应急管理工作，提高全民防灾减灾意识中具有里程碑式的意义。在防雹增雨、森林防火、防汛应急中发挥着积极作用。本文以克拉玛依气象应急指挥车系统为例，提出了气象应急指挥车通信系统设计方案，综合运用多种通信方式，实现应急通讯网络的互连互通。
1气象应急通信方式
卫星通信、短波通信具备较强的抗毁能力，是当前应急通信的主要技术手段，一般不对普通的公众开放，属于专用的应急通信技术。通过电信网络提供的通信技术，也是应急通信的一种方式。目前常用的气象应急通信方式是以卫星、短波、3G、有线通信方式为主。
1.1卫星通信
卫星通信实际上也是一种无线电通信站间的微波通信，它以卫星作为中继转发通信站间的微波信号，在多个通信站之间进行无线通信。在重大自然灾害发生时，如果地面线路受到严重破坏，卫星通信仍然可以发挥其重要作用。
1.2短波通信
短波通信是无线电通信的一种。波长一般在10到50米之间，频率范围在6到30兆赫。发射电波需要经过电离层的反射才能到达接收设备，通信距离较远，是远程通信的手段之一。短波是一种唯一不受有源中继体制约的远程通信手段，其抗毁能力以及自主通信能力都极强。短波通信与卫星通信相比，由于短波通信不用支付额外的话费，相对来说运行成本较低。
1.3 3G通信
3G移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝式移动通讯技术。3G移动通信技术的主要特点就是提供高宽带的各种多媒体服务。
1.4有线通信
现代的有线通信是指有线电信，即利用光或电信号可以代表声音，文字，图像等的特点，通过金属导线、光纤等有线媒质将相关信息来回传送。有线通信具有抗干扰能力强，可靠性高，保密性好的优点，但同时也受到地理条件的限制并且抗毁能力差。
2气象应急指挥车通信系统方案设计
2.1设计原则
无线通信具有抗毁能力强，灵活机动、组网方便等优点，是应急通信常用的通信方式。有线通信即常规的专用网络、电话网络、Internet等，特别是有线电信网络是我国分布最广泛的信息交换网络，具有范围广、适应强、费用低等优点，在灾害应急通信中是最基础的信息传输手段。但有线应急通信主要是通过电缆、光缆等线路进行传输，容易受到地理条件的限制并且抗毁能力差，一旦被破坏，通信立刻被中断且很难在短时间内恢复。所以，在气象应急指挥车通信系统方案设计中，通信网络应以无线网络为主，有线网络为辅。
2.2卫星通信波段选择
卫星通信以C波段和Ku波段为主。C波段是频率从3.7-4.2GHz的一段频带，作为通信卫星下行传输信号的频段。Ku波段频率范围从11.7-12.7GHz（下行频率）及14-14.5GHz（上行频率）。
Ku波段卫星的转发器功率一般都比较大，大多采用赋形波束覆盖，其卫星EIRP较大，加上Ku波段的接收天线效率一般都高于C波段接收天线，因此接收Ku波段卫星信号的天线口径都远小于C波段卫星接收天线，从而可以有效地降低成本，方便个体的接收；C波段卫星广播容易遭受地面微波等干扰源的同频干扰，而Ku波段的地面干扰较小，这就大大降低了Ku波段接收器对接收环境的要求；但是降雨对Ku波段卫星信号的影响较严重，其上下行信号的降雨衰耗远远大于C波段，在暴雨情况下Ku波段上下行链路的瞬间雨衰量可能超过20dB，而C波段卫星信号最大的雨衰量一般不会超过1dB。
目前，中国气象局DVB-S系统以Ku波段为主，气象应急通信以及数据接收都在其上，以后将逐步更换为C波段。因此，设计中考虑以Ku波段为主，同时采用较大尺寸接收天线，为以后更换C波段接收器做准备。
2.3方案设计
气象应急通信一般在应对气象灾害和突发公共事件时使用，情况紧急，要求能够快速组网。在前期完成简单的设备配置后，接通电源即可实现整个系统的连接，完成通信组网（如图1）。
图1气象应急指挥车通信系统网络拓扑图
克拉玛依市气象局气象应急指挥车通信系统，由应急车作为载体来实现系统集成。采用卫星链路为主要线路，设计中考虑到中国内陆地区的地理位置和上空卫星的接收情况，采用以Ku波段为主，同时安装大尺寸收发天线的方案，为以后更换C波段接收器做准备。在克拉玛依市气象局建立地面收发站，实现应急指挥车既可以直接连接中国气象局，又可以在克拉玛依市气象局实现信号落地的目的。
车内配备3G无线路由以及有线网络作为备用线路，在通信条件允许的情况下，采用VPN方式接入克拉玛依市气象局内部网络。这样既节约了通讯成本，也为应急指挥车提供了更为灵活的通讯组网方式。
无人机及单兵系统通过短波通信与应急指挥车连接。扩大了应急指挥车的信息收集范围，便于将应急指挥车不能到达范围的情况及时的传回，便于开展应急指挥和救援工作。
3结束语
本方案所设计的气象应急指挥车通信系统,既有独立的信息处理与传输功能，又能联网使用。充分发挥了系统的通信功能，实现灾害现场救援工作的统一指挥、调度、会商、协调和决策，将救灾工作及时、高效、有序地展开，以快、准、稳的应急措施，最大限度地减少人员伤亡和财产损失。作为现场的指挥中心，通过远程通信，为后方指挥中心提供各种业务信息，并接受后方的指挥和控制。实现了多种通信方式的互连互通,还能与远程的指挥中心保持数据通信,具有应用灵活、易于部署、性价比高的特点,能够有效提高气象部门应对气象灾害和突发公共事件的快速反应能力。
参考文献：
[1]赵凤伟,周欣.浅谈短波通信与应急通信体系[J].信息技术与信息化,2010,6(4).
[2]王蓓,王凡,罗建平等.基于3G网的气象应急指挥车通信系统设计方案[J].气象研究与应用,2007,28(4).
[3]张丽伟.基于3G通信技术的消防应急指挥系统[J].科技资讯,2010(20).
[4]朱晓春.Ku波段卫星数字广播的应用与发展[J].中国有线电视,2005(6).
[5]张红英.宁夏气象应急移动指挥系统的建设与应用[D].北京:北京邮电大学,2010.
[6]潘洋.HPSK调制技术的研究与改进[D].南京:南京师范大学,2011.