昨天，關(guān)于翼龍無人機救災(zāi)的新聞，刷屏了整個網(wǎng)絡(luò)。
由國家應(yīng)急管理部緊急調(diào)派的翼龍-2H 應(yīng)急救災(zāi)型無人機，搭載中國移動的基站設(shè)備，從貴州安順出發(fā)，連續(xù)出動兩次，分別趕赴河南省鞏義市米河鎮(zhèn)以及鄭州市中牟縣阜外華中心血管病醫(yī)院，執(zhí)行應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)保障任務(wù)。
翼龍-2H 應(yīng)急救災(zāi)型無人機
昨天因為南京突發(fā)疫情的原因，小棗君忙著排隊做全員核酸檢測，所以沒能第一時間進行撰文分析。
今天趕個晚集，剛好寫點更有深度的內(nèi)容，分析一下這個事件的前前后后。
▉ 無人機通信的技術(shù)利弊
贊美的話我就不說了，直接看技術(shù)。
無人機通信，嚴(yán)格來說分為兩種。一種是為了實現(xiàn)無人機飛行控制而進行的通信（例如無人機表演），另一種是指利用無人機提供區(qū)域內(nèi)的通信保障服務(wù)。我們今天講的，主要是后者，姑且稱為無人機通信保障。
其實，無人機通信保障，并不是什么新鮮事物。
2008 年汶川地震發(fā)生的時候，地面基站微波線纜等通信設(shè)備幾乎全毀，導(dǎo)致災(zāi)區(qū)徹底失聯(lián)。當(dāng)時，空軍派出了 15 名空降兵勇士，攜帶 2 部海事衛(wèi)星電話，冒險跳傘進入災(zāi)區(qū)，才算恢復(fù)了聯(lián)系。
災(zāi)后，通信及應(yīng)急管理等有關(guān)部門汲取經(jīng)驗教訓(xùn)，重點加強了應(yīng)急通信保障能力的建設(shè)。隨著無人機技術(shù)的成熟和普及，無人機基站應(yīng)急通信也成為了一個熱門的研究方向，吸引了不少學(xué)者進行研究，也有了一些成果。
2017 年九寨溝發(fā)生地震后，中國移動緊急調(diào)運了一套無人機高空基站，連夜送達地震災(zāi)區(qū)，用于恢復(fù)周邊 30 多平方公里受災(zāi)區(qū)域的手機信號。這是國內(nèi)無人機高空基站在地震救災(zāi)中的首次應(yīng)用，當(dāng)時也引起了不小的轟動。
▲ 無人機高空基站
需要注意的是，在這次翼龍-2H 應(yīng)急救災(zāi)型無人機出現(xiàn)之前，我們看到的幾乎所有無人機高空基站，都屬于旋翼無人機。
▲ 無人機高空基站（小棗君拍攝）
它們的特點是運輸方便，起降和操控（相對）容易，可以空中懸停。缺點也很明顯：飛行高度和移動范圍有限，且受限于電池續(xù)航能力，留空時間較短。
有些旋翼無人機的下方，會有一根線纜與地面相連，進行數(shù)據(jù)回傳或者提供電力。這種無人機，也稱為系留式無人機。
▲ 系留式無人機（圖片來自 AT&T）
這次出現(xiàn)的翼龍-2H 應(yīng)急救災(zāi)型無人機，之所以引起轟動，其中一個主要的原因，就是它是首次將固定翼無人機應(yīng)用于應(yīng)急通信保障任務(wù)。
▲ 來自軍用無人機的降維打擊
相比旋翼無人機，這種固定翼無人機飛行高度高，飛行距離遠，覆蓋范圍大，優(yōu)勢明顯。
不過，因為和地面之間沒有有線連接，所以它只能通過無線回傳的方式，建立與核心網(wǎng)設(shè)備之間的聯(lián)系。
▲ 無人機通信保障
這種無線回傳，基本上只能通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)實現(xiàn)。所以，翼龍-2H 通信應(yīng)急保障任務(wù)的難點，除了飛行平臺本身之外（翼龍算是航空工業(yè)集團的成熟平臺），就是空天鏈路的建立和調(diào)測。
▲ 翼龍無人機內(nèi)部的衛(wèi)星通信設(shè)備
空天一體化，這幾年是通信領(lǐng)域的重點研究方向，也是 6G 的主要方向。埃隆馬斯克的星鏈計劃，更是大大刺激了人們對衛(wèi)星通信的關(guān)注。
這次翼龍-2H 刷屏網(wǎng)絡(luò)，大家表面上看到的是無人機大放光彩，實際上背后真正發(fā)揮作用的，是衛(wèi)星。
我們再來看看這次任務(wù)的具體執(zhí)行情況：
7 月 21 日下午 14:22，翼龍-2H 應(yīng)急救災(zāi)型從安順機場起飛，歷時 4.5 個小時抵達鞏義市，18 時 21 分進入米河鎮(zhèn)通信中斷區(qū)，為 50 平方公里范圍提供長時穩(wěn)定連續(xù)信號覆蓋。
截止 20 時，空中基站累計接通用戶 2572 個，產(chǎn)生流量 1089.89M，單次最大接入用戶 648 個。
此次任務(wù)，無人機在任務(wù)區(qū)內(nèi)作業(yè)時間共計 8 小時 8 分。無人機除了搭載通信設(shè)備，為受災(zāi)人員提供移動網(wǎng)絡(luò)信號之外，還應(yīng)用 CCD 航測相機、EO 光電設(shè)備和 SAR 合成孔徑雷達，對受災(zāi)區(qū)域進行拍照和監(jiān)測，實時將有關(guān)信息回傳至指揮中心，有效支持了災(zāi)區(qū)的應(yīng)急救援行動。
7 月 22 日 6 時 15 分，翼龍-2H 應(yīng)急救災(zāi)型無人機返場降落，飛行近 16 小時。
從上面的文字，我們可以看出幾點細(xì)節(jié)。
首先，作業(yè)時間問題。
因為機場距離較遠，無人機飛行在途時間較長（單程 4 小時以上），所以，在災(zāi)區(qū)的實際作業(yè)時間，并不是太久（大約 8 個小時，其中 5 小時用于覆蓋信號）。
相信隨著這次翼龍-2H 的成功實踐，應(yīng)急管理部會在全國各個片區(qū)部署多個無人機基地，實現(xiàn)就近支援。
其次，載荷量問題。
翼龍 2 無人機最大起飛重量 4200 公斤，外掛載荷超過 500 公斤。按理來說，這個載荷量不算低。
但是，我們要知道，無人機需要執(zhí)行多項任務(wù)（航拍等），掛載多種吊艙，所以，留給通信設(shè)備和配套電源的空間和重量配額有限，這限制了無人機通信保障服務(wù)的能力。
▲ 翼龍-2H 的吊艙
第三，多運營商支持問題。
本次任務(wù)，無人機只攜帶了中國移動的基站設(shè)備，聯(lián)通和電信用戶無法獲取信號。后續(xù)的話，希望能夠有支持三家運營商基本通信頻段的全網(wǎng)通通信設(shè)備吊艙，作用會更大。
或者，希望各家運營商都有自己的無人機，幫到更多的災(zāi)民。
第四，價格成本問題。
應(yīng)急保障，人命大于天，所以，成本問題可以稍微往后靠。
這次翼龍出動，尚不清楚具體的成本是多少，但估計費用不低（硬件成本、油費、人力成本、衛(wèi)星鏈路租用等）。如果能大幅降低成本，將有利于這項技術(shù)的進一步普及，包括前面所說的全國各區(qū)域布點。
第五，帶寬容量問題。
“累計接通用戶 2572 個，產(chǎn)生流量 1089.89M，單次最大接入用戶 648 個”。說實話，就 50 平方公里的覆蓋范圍而言，這個數(shù)據(jù)并不算多（即便是農(nóng)村地區(qū)），遠不如一個普通的宏站。
一方面，可能說明還有大量的用戶因為身處室內(nèi)的原因，未能搜索到高空無人機基站的信號，另一方面，也可能是無人機基站本身的能力瓶頸。
無人機基站最大的弱點，就在于通信容量。衛(wèi)星鏈路回傳帶寬的限制，決定了災(zāi)區(qū)人民看視頻玩游戲是不太現(xiàn)實的，能保證通話、短信和微信，就已經(jīng)很不錯了。
以上問題，相信隨著時間的推移、技術(shù)的發(fā)展，會逐漸得到解決。
▉ 應(yīng)急通信的更多思考
接下來，我們延伸一下話題，再簡單說說應(yīng)急通信。
應(yīng)急通信是一個重要的通信細(xì)分領(lǐng)域。根據(jù)災(zāi)害級別和范圍的不同，手段也不太一樣。
例如演唱會或體育賽事這樣的區(qū)域性應(yīng)急通信，往往出動應(yīng)急通信車，就足以應(yīng)付了。
▲ 應(yīng)急通信車
而地震、洪水、海嘯甚至恐怖襲擊的話，應(yīng)急通信車肯定沒用，基本上都要靠衛(wèi)星終端。
▲ 衛(wèi)星接收設(shè)備
說實話，目前我國在商用（民用）衛(wèi)星的市場化方面還是存在很大不足的。
全球主流的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，都是國外的服務(wù)提供商（海事衛(wèi)星 inmarsat、銥星 iridium、歐星 THURAYA 等）。國內(nèi)不少黨政單位，包括抗災(zāi)應(yīng)急，也在用國外商用衛(wèi)星電話。這顯然是不太合適的。
對于應(yīng)急通信保障來說，保密性要求不是特別高，更關(guān)鍵的是普及。普及的話，又取決于成本。
如果國內(nèi)民用衛(wèi)星電話能夠做大做強，那么可以進一步降低衛(wèi)星使用成本，讓衛(wèi)星接收終端可以下沉普及到村鎮(zhèn)一級，將有效應(yīng)對重大自然災(zāi)害。
另外，我還想提一點：我們在應(yīng)急通信保障技術(shù)方面，其實還有很大的想象空間。
突發(fā)奇想一下，我們有通信無人機，通信保障車，為什么不考慮研發(fā)一個通信無人船呢？基于 MESH 自組網(wǎng)技術(shù)的無人通信船，攜帶基站，穿梭在淹沒的城市或農(nóng)村區(qū)域，為災(zāi)民提供應(yīng)急通信保障服務(wù)，也會非常有用。
▲ MESH 自組網(wǎng)無人船通信保障系統(tǒng)
此外，高空熱氣球、飛艇等，也都可以用于應(yīng)急通信保障。這些此前都有先例，只不過尚未成熟，我們應(yīng)該鼓勵研究和嘗試。
最后的最后，我再提醒大家一下：通信技術(shù)在重大自然災(zāi)害面前，并不是只有應(yīng)急通信保障這一個作用。它更大的作用，其實是災(zāi)害預(yù)防和預(yù)警。
如果數(shù)字物聯(lián)技術(shù)能夠充分落地，我們將大幅減少災(zāi)害帶來的損失。
例如這次河南洪災(zāi)。我們在視頻上看到的危急場面，很多都是居民未能及時防范造成的。
如果關(guān)鍵河流、庫區(qū)、涵洞、隧道都有水位數(shù)字傳感器，實時匯報水位變化，通過洪災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)對居民進行短信提醒，肯定有助于減少損失，挽救生命。
四川建成的地震預(yù)警系統(tǒng)，就是一個很好的例子。
此外，今年發(fā)生的多次重大傷亡事故，包括 5?26 廣州江門井下中毒事故、6?13 湖北十堰燃?xì)獗ㄊ鹿省??12 蘇州酒店倒塌事故，其實借助城市物聯(lián)傳感網(wǎng)絡(luò)，都可以有效預(yù)防或者預(yù)警。
面對各種各樣的自然災(zāi)害，數(shù)字技術(shù)還有很大的潛力可以挖掘，我們廣大通信人和 IT 人，還有很多地方可以努力。
終有一天，當(dāng)我們真正建成數(shù)字城市、數(shù)字世界的時候，面對自然災(zāi)害，我們將進行更為有力的反擊。
好了，以上就是今天文章的全部內(nèi)容。最后，再次為河南災(zāi)區(qū)加油，希望早日度過難關(guān)，生活恢復(fù)正常。順便提醒一下，臺風(fēng)煙花即將登陸，希望大家多多注意安全！
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