引言
随着卫星通信技术水平持续提升，其具有通信距离远、覆盖范围大、抗干扰能力强等特点，逐渐和多种通信方式相融合使用。各类重特大灾害事故发生时事发突然、地点偶然、破坏力大等灾害主要特征决定着救援通信保障的不确定性，科学合理将卫星通信技术与消防救援通信保障结合在一起，第一时间将现场实况传输至各级指挥中心，为指挥提供可靠决策依据，显著提升灾害处理效率，能最大限度确保人民生命财产安全，充分凸显卫星通信技术的应用价值。
一、卫星通信概述及消防通信运用现状分析
（一）卫星通信概念。卫星通信主要是将人造卫星作为中转站把无线电信号转发给接收端，确保信息源在地球与卫星之间能顺畅、安全传送。
（二）卫星通信优势分析。一是通信制约因素相对较少。相较传统通信技术，卫星通信在地球上未建设信号中转站，其中转构建在地球之外，故而运行期间免受山脉、高原等地形地势因素的影响，这样地理空间因素就不会制约地球内的通信过程。二是传输效率大幅度提升。人造卫星自身的辐射、通信覆盖范畴均较宽广，接收信号能力强，信号能在较短时间内抵达目的地，明显提升了信息传输效率。三是传输范围广泛。在实际使用过程中，单颗静止通信卫星信号能覆盖地球表面30%左右的区域，能为17000㎞范围中站点之间通信过程服务。
（三）卫星通信在消防通信中使用现状分析。近年来随着我国卫星通信技术日益成熟，很多地区陆续建造了消防卫星通信网络，运用卫星通信协助完成消防救援现场的应急通信保障。目前消防卫星通信主要由卫星移动站、地面站两大部分组成，采用卫星建立起连接关系。卫星移动站运用射频、跟踪、调制解调系统等为地面站通信过程提供技术支撑，通信时地面系统以地面站为载体与卫星网络相互连接，统一调配卫星频率资源，实现对全网络设备运行过程的集中化控制。
二、消防无线通信主要类型分析
（一）短波通信。短波通信是指波长50m~10m、频率6MHZ~30MHZ范畴中的电信通信，实际通信中，由于具备抗摧毁能力、自主通信能力均很高，网络枢纽与有源中继体均不会制约通信过程、覆盖范畴较宽广，在山区、海洋等超短波无法覆盖的区段内能正常使用、应用的经济性较高等优点且通信距离相对较远而广泛运用于远程通信。但是短波通信运行时，其发射电波只有经过电离层反射以后才会被相应的接收装置接收，电离层高度、密度直接影响短波通信效果，所以季节、气候条件等自然条件改变均会影响电离层的高度和密度，进而导致通信质量不够稳定，噪声偏大。
（二）移动数据通信。移动通信主要是指以CDMAIX、5G与GPRS等无线通信技术为基础建设的现场移动数据通信系统，在手机、平板及其它智能终端的协助下能便捷的建立移动数据端系统和消防救援专用服务之间的关系，快速形成现场情况采集、数据传输、信息分享等功能于一体的传输链，第一时间把灾害信息上传到消防通信专用终端，为各级指挥人员提供指挥决策依据，为消防救援人员提供灾害事故特点及明确救灾中的注意事项，同时具备全程音视频存储功能，为后续科学的救援战评工作用提供原始资料。
（三）微波通信。微波通信是指波长1m~0.1mm、频率300MHZ~300GHZ范围中的无线卫星通信技术，微波作为微波通信的载波，有频率高、波段宽等特征，当前常见的微波波段有米波、厘米波和毫米波等，波段明显长于既有长波、中波及短波波段的总和。微波通信的宽频带特点决定了其信息容量偏大，通过构建输路线的形式传输大量的文字、语音和图形信息等，电、太阳黑子等外界因素对微波通信过程形成的干扰较小，故而微波通信技术应用中有可靠性高、通信质量优良、建设及运行维护成本低等优势。
（四）卫星通信。卫星通信技术具备较强的双向通信能力，能结合地面有线、无线通信网，构建出天地相互连通的应急通信网络，并且数据通信有低、中、高三种不同传输速率，只要创建起卫星通信网络，就能确保在任何时间、任何地点将事故现场与各级指挥中心建立起点对点的通信模式，进而执行事故现场的图像、数据、语音等数据资源准确传输的任务。
三、卫星通信在消防行业中的具体应用剖析
（一）救援基本业务实现。消防应急救援过程中，指挥的基础在于语音、图像和重要数据等数据资源的交互，确保命令的下达和任务的执行。
1、语音业务。作为消防救援现场最基本业务需求，现行主要以350MHz常规（集群）无线通信、数字集群系统等现场常用的语音业务类型通信为主，是基于短波、公网移动通信和指挥中心建立起的关联性通信。一旦处于公网瘫痪或偏僻地域信号未覆盖状态下，灵活运用卫星移动站的语音网关和通信系统相连、语音网关拨打IP电话与移动卫星电话等方法，可打破网络瘫痪、地理位置偏远等影响通信的因素制约，确保语音业务通畅执行。
2、视频业务。公网系统常态化运转时，主要运用5G/4G图传、微波图传等设备实时采集上传图像，确保各级指挥中心全面、直观的了解救援现场实际状况，也能满足前方指挥部人员参加视频会议讨论的主观需求。但如果灾害造成“三断”环境，公网无法使用，利用卫星通信的高带宽能较好的满足高清视频传输、广播的业务需求。就目前消防应用分析，大多数消防救援总队在配备卫星便携站的同时配备有指挥视频终端，运用好各类外接图像采集终端，基于卫星通道与图像管理平台相连，实现现场图像、信息等数据的直接、动态化采集并上传。
3、数据传输业务。数据传输交互是消防通信以及现场应急指挥调度中卫星通信技术的另一大应用形式，因各类重特大灾害造成次生灾害导致前后方之间一些必须以邮件、文件资料传送的方式中断，此时就可以采用为计算机配置卫星网络卡、接收天线等方式，确保卫星能正常访问互联网，也可以运用卫星通信链路对外供应业务信息传输路由，使卫星网络延展至救援现场，进而顺利的传送各类重要的业务数据。
（二）移动式卫星通信系统构建。大型灾害事故一旦发生，前方指挥部的快速建立是形成指挥链路的关键，直接决定着救援的成效。将应急通信指挥车作为地面站，整车改装消防卫星通信系统，是快速建立指挥通信链路的有效途径，以动中通卫星车为例，通过系统集成，集成语音、数据、图像资源等为一体的通信系统，通信链路建立后，确保装备完整好用即可形成灵活、机动、快速的移动指挥中枢，车辆可随时根据任务调整行进而保证指挥中心与前方指挥部通信不间断。但在卫星通信车的设计和选型上，有相对高的要求，优先考虑设备运行可靠性及性能指标裕度，同时要确保卫星通信天线的等效口径≥0.45，BUC功放的输出功率≥80W。
（三）重点单位监管运用。卫星通信系统在实际应用中能构建出庞大的覆盖式网络，进而实现对消防重点场所的整体化监控。以化工厂选择消防卫星监管为对象分析，卫星监控网能监控生产车间生产、流转、储存等环节，同时联动中央控制室，最短时间内感知任何一个区域内发生的火灾危险事故，并将报警信号传送给消防指挥中心，实现了对重点监管对象的远程监控及成灾后的快速调度指挥，整体提升监管效率，同时为有效缩短火灾发现及初战救援时间，能有效降低单位人员伤亡率和经济损失。
（四）助力实现精准指挥。卫星通信技术在消防通信领域的科学应用，主要实现数据采集、处理、存储及呈现消防现场数据的功能，通过全面采集现场的基础地理数据、空间基础数据及关键区的空间数据等数据并及时处理呈现，有助于各级指挥结合事故发生地点、灾害程度及现场环境特征等做出客观判断，科学调配消防救援力量。从目前我国卫星通信技术与消防通信融合情况分析，卫星通信能显著提升消防通信的快捷性、精准度，帮助消防指挥中心获得更全面、具体化的救援现场信息，为精准指挥提供了不可或缺的参考依据。
四、消防卫星通信技术应用中存在的难点剖析
（一）技术层面。部消防局网管中心统一管理全国卫星网，集中化控制，局部DVB调解器无法满足技术现场应用要求，CDM570L传输数据至消防局网关过程中受功放及其他因素的影响而无法及时调通链路，或者在调通以后由于发送功率失稳等造成系统异常中断，不利于消防工作顺利推进，加之操作人员上岗前缺乏系统化的技术培训指导，没有娴熟掌握卫星设备的使用方法，会因人为操作不规范而造成卫星设备受损。
（二）自然因素。“雨衰”效应难以避免。消防局当前使用的通信卫星为亚洲九号同步轨道卫星，其KU波段电波波长集中在2.5㎝~ 1.67㎝范围，上行工作频段14.00~14.50GHz，下行12.25~12.75GHz。当地面站工作频率在10GHz之上时，电波穿过降雨区，雨层会吸收部分电波能量，进而对电波形成散射作用和去极化效应，干扰电磁波并使其衰减，影响通信效果。另一难点是日凌中断和星蚀现象。每年春分、秋分时节前后，地球、卫星、太阳处于同一条直线上，当卫星设备处在地球与太阳两者之间时，太阳产生强大的电磁场，会导致卫星通讯直接中断的情况发生。
（三）专业从业人员缺乏因素。消防卫星通信建设工作是一项专业性强、系统性高的工程，需要专业人员进行操作使用和管理。现阶段应急通信人员普遍以兼职人员居多，缺乏系统培训，自身能力难以胜任岗位需求。这就要求消防救援队伍一定要编制通信专业人才的引进与培养计划，定期邀请各类专家对技术操作人员进行理论指导、实践技能训练等，逐渐形成标准化操作模式和管理机制，营造良好的拴心留人环境，保留优秀通信技术人才，为消防队伍建设打造一支适应应急通信事业发展的素质高、业务精湛的通信人才队伍。
五、消防卫星通信的未来发展趋势
（一）建立消防救援准备云数据库。不断完善水源、地理信息、消防车数量、危化品管控等基础信息构建统一的档案云资料库，升级数据模型库与预案库，建立消防通信系统的网控设备、计算机及局域网之间的联系，运用广域网技术使消防系统各远程消防聚集成一个具备分布式结构与开放式功能的计算机城域网，夯实城域网数据将来与卫星通信系统对接的数据基础。
（二）消防卫星通信网络的宽带化。努力实现卫星通信在有线通信专网内实现全光纤化，基于微波通信模式，实现任何时段、任何地域的网上办公、远程管理、视频会议、瞭望预警等功能，并在重特大灾害事故发生后能第一时间建立通信网络，运用多媒体技术便可全面了解灾害现场信息，有效提升指挥的精准度与科学性。
（三）加大新技术的引进应用，提升卫星通信服务能力。近年来研发的新式低轨卫星互联网，由于轨道高度偏低能明显减少时延（典型值约30ms，和地面网络大体持平），具备了不依赖地面通信设备的优势，使卫星通信工作质量得到进一步保障，可在消防救援工作中表现出较高的适用性。同时低轨卫星互联网的规划初衷是达到大规模的商业化运营，与当前使用的同步卫星通信相比，其终端设备和服务支出均有可能大幅度降低，这就意味着在不久的将来卫星通信的普及度可以由支队级延伸到大队级甚至站级，进一步强化通信保障能力。
（四）各类通信平台互联互通及业务范畴拓展展望。随着各类新型新设备配备和消防救援任务的综合性需求，意味着将来大型救援过程中卫星通信系统将会执行更多的数据传输及通信任务，现目前很多卫星通信平台之间难以实现可靠的互联互通，所以积极探究打通平台之间的兼容性及互联互通的最佳技术处理方案非常有必要，这就要求消防部门要尽快打通与公安、气象、交通等单位的卫星系统进行互联互通，确保在重特大灾害事故救援中发挥更重要的作用。
结语
随着社会高速发展，各种突发事故均会偶发，消防救援队伍作为一支专业化的救援队伍，必须不断强化自身救援综合实力，最大限度保障人民生命财产安全和降低灾害带来损失。将卫星通信技术用在消防救援应急通信保障中，能做到不间断保障语音、视频等数据资源的传输，使各级指挥员能及时精准把握现场情况，高效指挥，不断补充完善救援方案，能有效提升消防救援效能。
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