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今年7月，湖南地區遭受嚴重的暴雨侵襲，多地出現通信基站中斷、受損的情況。爲保障緊急通訊要求，湖南移動緊急調度了一套無人機高空基站系統，這是無人機高空基站第一次在國內投入實戰，之前的常用方案是應急通訊車，僅爲2G，最大服務範圍5公裏，且信號不穩定。

8月，無人機高空基站再一次被用于四川移動，在光纜損毀、基站中斷的九寨溝景區荷葉寨緊急升空投入使用，迅速打通了方圓30多平方公裏受災區域的移動通信信號，支持指揮調度。

天线高度是影响无线通信覆盖范围的主要因素之将天线 升高可以减小地形对电波传播的影响，甚至可以将超视距通信改变为视距通信 ，显著改善通信链路质量 。利用无人机搭载通信载荷升空来改善受地形、地物和地球曲率影响导致的通信问题在国内外已逐渐成为研究和应用的热点 。

无人机中继通信很早就起步了，受限于无人机的飞行搭载能力 、滞空时间等因素 ，无人机中继通信主要选用大中型固定翼无人机和无人直升机作为通信平台。

Loon項目實現高空通訊的原理示意

知名的空中網絡基站項目主要包括谷歌的Loon（潛鳥計劃，將中繼器通過熱氣球上升至平流層，續航100天~180天）和臉書的Aquila（天鷹計劃，利用無人機進行激光通信，續航90天）；以及近地衛星通信解決方案，來自SpaceX、OneWeb等。此類空中基站的目的多是爲了實現廣域的信號覆蓋，解決偏遠地區缺乏基建的問題，以此擴張網絡服務受衆。

谷歌Loon：天馬行空的氦氣球群

Loon可以說是一個非�：唵未直┑捻椖浚�起初，項目開發人員將路由器（信號中繼設備）挂在氣象氣球上，讓它飛到10公裏高，然後再看看有沒有信號。

經過不斷的演進，氦氣球有了可充封結構，和模塊化的鋁制負載，以及太陽能電池、燃料電池和一些電子元件，使其能夠在溫差變化、高強紫外輻射的條件下保持長時間飛行，並利用算法指揮動力、熱力系統，改變氣球位置進而調節氣球群的布居。據悉，Loon項目已經在新西蘭、斯裏蘭卡、澳大利亞、印尼等地進行飛行試驗。

臉書Aquila：波音737那麽大的展翼

2014年，臉書收購英國航空公司Ascenta，爲無人機制造以及激光通信做足准備工作。隨後，紮克伯格宣布天鷹計劃，即以無人機爲載體，利用激光通信，實現全球三分之二的無線覆蓋率。

據悉，Aquila計劃由氦氣球提升至氣候環境穩定的平流層，白天飛行于9萬英尺，規避商業飛機航線，吸收和貯存太陽能，晚上則飛行于6萬英尺，目標續航時間爲一次90天。Aquila將沿著半徑約爲3公裏的圓形空中區域飛行，Facebook加州實驗室工程師希望它的激光信號能覆蓋半徑約50公裏的地面區域。

根據最近媒體披露的Aquila第二次試飛：高度從第一次的655米上升到了約914米，時間上延長了10分鍾，達1小時46分鍾。

低軌道衛星群方面，去年11月，SpaceX向FCC請求，利用可重複使用的獵鷹9號火箭發射4425顆衛星爲全球提供高速互聯網，但由于計劃的衛星數過多FCC便是方案仍需審查。相反，初創公司OneWeb獲得了高通、維珍、軟銀的支持，計劃到2019年發射720顆低軌道衛星，並被FCC允許進入美國市場。

以上通信平台在實際推廣中往往有些困難，主要因爲：

1、載荷能力較強，飛行高度高、距離遠，滯空工作時間相對較長。

2、体积大、地面保障系统复杂、维护保养复杂、维护成本高、训练保障要求高 ；

3、發射回收條件要求高，需要專門的起降場地；

4、靈活性不足從而導致整體滯空時間短；

5、需协调飞行空域 。

從需求來看，國內基站建設相對比較完善，但由于幅員遼闊，地理、氣候條件複雜，是全球遭受自然災害最嚴重的國家之一。自然災害導致的光纖、基站受損可使通訊中斷，影響救災組織、指揮調度、人員搜救、次生災害預防等進程。

应急卫星通信系统（国际海事卫星）因抢险现场的抢险单位和人员通信过多而负荷过重不能保证实时通信；北斗卫星系统现阶段还只能提供通信简i吾服务。 许多抢险队伍因无抢险应急通信系统支持 ， 使得抢险现场的信息不能实时送至抢险现场指挥部和后方应急中心。 抢险队伍在进入灾区核心区域和进入后的工作过程中， 与抢险现场指挥部和后方应急中心基本处于通信失联状态。

常见的应急通信系统是应急通信车，但当遭遇道路损毁、塌方使其局限了其使用。再加上近两三年 ，随着直流无刷电机 、高能锂聚合物 、多旋翼协同控制等关键技术的突破 ，微小型多旋翼无人机日渐成熟。于是，便携式通讯基站，也即是基于系留式无人机实现的空中应急基站成为一种重要的解决方案。

一般的多旋翼无人机仅能飞行30分钟至1个小时 ，系留多旋翼无人机可以实现连续不间断飞行 。与此同时，由于天线高度可随无人机飞行高度升高，覆盖角度可随无人机旋转方向调整，能更加有效地实现大面积信号覆盖。

2009年，德国研究人员们初步测试了可提供Wi-Fi网络信号的无人机。美国运营商AT&T（Flying COW）、Verizon和高通均已测试过基于无人机的机载LTE网络基站，此外还有日本电信运营商KDDI的雄蜂基站、英国EE的LIVE。

最近，北德克薩斯大學的無人機基站也進行了野外實地測試，據稱將系統傳輸功率上調到10W時，覆蓋範圍可以拓展到整個丹頓市。

系留式無人機應急通信高空基站具備三大特點：

1、續航時間長：采用光電複合纜，爲無人機和RRU供電，續航時間可達8小時，較傳統無人機基站續航時間提升31倍。

2、靈活性強：由小型越野車搭載無人機通信系統，可快速到達通信中斷現場，滿足保障需求。

3、可擴展性強：根據應急通信的不同場景，可靈活配置全向或定向天線，選擇分組化微波或無線環網傳輸設備，安裝模塊化、飛控半自動化，普通人員短期培訓即可上崗。

除了应自然灾害下的应急通讯通道需求，系留式无人机还被应用于监视和侦察，如CTTSO出资支持的美国航空环境公司（AeroVironment）的无人机系统Tether Eye，以色列用于边界监视、新闻采访的小型无人机産品HoverLite，CyPhy公司与美军合作的全景摄像袖珍系留无人机Pocket Flyer……