平流层通信在军事通信中的应用探析

平流层通信在军事通信中的应用探析
作者：文凯夏洪波曹俊
来源：《科技创新导报》 2013年第13期
文凯1 夏洪波1 曹俊2
（1.石家庄陆军指挥学院河北石家庄 050084； 2.77911部队西藏拉萨 850000）
摘?要：平流层通信平台与现有卫星和地面通信平台相比，具有部署快、抗干扰能力强、费用低、通信质量好、终端设备少、战场灵活性好等诸多优点，在军事通信中有广泛的应用前景，已引起国内外的高度重视。

关键词：平流层通信平台军事应用
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)05（a）-0035-01
当人们关注陆战场、海战场、空战场的同时，在距离地面18～50?km的平流层空间，悄然
成为世界争夺的新领域。

被媒体誉为“中国互联网之父”的中国工程院院士刘韵洁直言：“2万?m的平流层就像国际上的公海，已经有国家打算开发，我们也要有所作为。

”很显然平流层
将成为发达国家争夺空间资源的新热点。

1 平流层通信概述
1.1 平流层通信
平流层通信是指用位于平流层的高空平台电台HAPS（High Altitude Platform stations)
代替卫星作为基站的通信。

与地面蜂窝系统相比，平流层通信的覆盖区域大、作用距离远、信
道衰落小，不但降低了地面建设的费用，而且也降低了周围的环境污染；与卫星通信系统相比，它往返延尺短、自由空间衰耗小、费用低、建设快，有利于实现通信终端的宽带化、小型化和
对称双工的无线接入。

1.2 平流层通信平台
平流层平台的搭建是实现平流层通信的关键技术。

平台高度通常建议在距地面17～22?km。

可以用气球、飞艇、飞机、飞船等作为安置转发站的平台。

选择此高度的原因，一是位于航空
航线之上；二是此处的平均风速小。

在此空间搭建通信平台既可以克服航空平台滞留时间短、
受地球大气影响的限制，又可以发挥航空平台高分辨率、灵活机动的特点；既可以克服航天卫
星轨道无法随意变更、飞行周期长的限制，又可以发挥航天平台飞行平稳的优势。

若平台高度
在20?km，则可以实现地面覆盖半径约500 km的通信区，我国只需要十几台平流层通讯飞艇就
可以让通讯信号覆盖大陆地区。

2 国内外现状
2.1 国外研究现状
平流层通信的战略价值已经引起各国的重视，并成为各国近期研究的热点。

并成为各国近
期研究的热点。

美国、欧盟、俄罗斯、韩国、日本、英国、以色列等国家和地区都在投入大量
的经费，积极开展平流层通信的技术研究，其中美国走在最前列。

美国最先提出平流层飞艇平台，美国SSI公司首先提出轻于空气的飞艇计划。

欧洲空间组织（ESA）于1986年6月开始进
行高空长耗时高空平台的概念设计。

日本的“新千年计划”，即从2000年起，开发平流层试验艇和低空试验艇。

2005年，美国“高空哨兵”飞艇进入平流层试验成功，携带了大约27?kg的
设备，飞行高度达到22?km，并留空5h。

2009年，美国计划耗资4亿美元开发一种能飘浮在
6.5万英尺（相当于20000?m）高空的巨型飞艇。

这种飞艇能在空中飘浮10年，对下方的车辆、飞机甚至行人进行不间断的监控。

2.2 国内研究现状
我国已逐步认识到平流层空间开发的重要性。

国内有关专家呼吁要把握好时机，大力发展
包括平流层飞艇、高空气球等在内的浮空器，抢占目前还是“真空”地带的平流层广大区域。

我国的目标是将气球（艇）体积提高到100万?m3，有效载重进一步增加，开展更长时间气球（艇）飞行技术研究，包括飞行控制、材料、球体设计等方面，研究并发展气球（艇）飞行的
精细控制技术，建设新的半永久气球（艇）站。

在太阳能飞行器方面，由北京大学牵头、相关
机构支持形成的太阳能空天飞行器研究开发专业机构，主要对太阳能飞行器系统集成技术的研究、开发和运用，迄今已经完成开发具有独立知识产权和自主掌握核心技术的“太阳能平流层
悬浮平台系统”。

3 平流层通信技术在军事通信中应用
从最近几场由美国发起的高技术局部战争来看，瘫痪通信设施是战争夺取制电磁权的首选
目标。

未来战场通信建设发展方向是高速、宽带、综合化。

平流层通信用于军事通信的优势是
明显的，因为它具有快速部署和很高的生存能力。

3.1 平流层通信网络与现有军事通信网络融合
在已经存在的网络中，平流层平台可以作为一个节点，或者作为一个替代卫星。

在空间和
时间上填补了卫星和预警机的空白。

在现有条件下平流层通信与已有各类网络融合后，平流层
通信系统可分为5个部分：（1）用于战场通信。

平流层平台与预警机系统和军队指挥网构成作战指挥网，可将战场空中、海面及陆地收集到的信息及时传输给预警系统，由预警系统再对目
标分析、处理，分发给陆、海、空部队指挥网络。

（2）与移动网络通信。

平流层通信平台的一个很大的优点就是它能够移动，可以覆盖有临时业务需求的地区。

（3）与民用网通信。

可以通过地面网关与Internet和数据库进行融合，方便地实现网间通信，也可以直接与用户终端进行通信。

（4）平流层平台之间的通信。

多个平流层通信平台可以构成平流层通信网络，平流层通信网络相比单个的平台可以覆盖更大的区域，具有很多的链路和更大的空间。

（5）与卫星网络通信。

信息既可以直接通过平台进行转发，也可以由平流层平台将信息转发给卫星，再通过卫
星转发。

3.2 平流层通信适用于战区通信
平流层通信系统很适合用于有限局域、边缘地带以及战役和应急情况下的临时服务。

由于
消耗功率小、所需设备少、地面天线短、战场灵活性强，通信平台可以得到快速部署。

一旦平
台到位，就可以迅速地建立起战区的通信和侦察体系。

由于平流层通信平台位于17～22?km的
高度，为定点悬空式装备，除装载一些必需的设备外，其他的多数都可以放在地面，可很容易
地组成空地结合式的探测设备。

建立平流层集成、互补式的独立探测系统，特别适用于在敏感
局部地区应用，可以完成区域内导弹预警探测、情报侦察、控制、指挥、引导、通信、战损评估、目标识别、探测隐身飞机等任务。

3.3 平流层通信应用于军队完成多样化任务
2008年南方雪灾、汶川地震等重大灾难的发生暴露出我国在通信方面能力不足，基于地面
的移动通信网络几乎全部瘫痪，信息不通致使军队救灾困难加大。

由于平流层平台具有快速部
署的特点，因此特别适合于灾难事件和紧急事件，例如遇到火灾、水灾、电灾、地震等自然灾害，可以临时升空或紧急调度一个或多个平流层通信平台到事发地上空，作为临时通信中转站，并对自然灾害进行监视和控制，为分散在救灾现场的部队提供迅速可靠的通信联络保障。

参考文献
[1] 王忠思，黄辉.认知无线电技术及其在军事通信上的应用[J].四川兵工学报，
2009(7):125-126.
[2] 黄鑫，刘国良，周熙.平流层通信综述[J].网络通信与安全，2007(6):646-647.。