天地一体化应急通信系统的构建

天地一体化应急通信系统的构建

摘要：当前，公安应急通信系统面临的主要问题是如何避免突发

事件情况下应急通信中断和瘫痪问题。随着航天航空技术的发展，以

及空间网络在应急通信和军事通信中的发展优势，具有强大信息支持

水平的天地一体化网络逐渐成为公安部门解决应急通信问题的一个重

要手段。文章采用先进成熟的北斗通信技术和“动中通”车载便携卫

星系统，构建天地一体化应急通信体系，从而保证公安人员在处理突

发事件时互联互通，即时制定应急预案。

关键词：公安系统；天地一体化；应急通信；卫星通信

0引言

在我国经济和科技高速发展的情况下，传统应急通信系统已不能

满足新形势下公安部门对突发事件实时性、精控性的应急指挥要求。

公安应急通信作为公安应急指挥工作的重要内容，不但是当前通信领

域注重的问题，而且越来越受到政府、公安部门的高度重视。当前国

内公安应急通信的建设和利用已有了长足的发展，卫星、微波、短波、计算机通信、移动通信等系统和设施均在此领域使用，但面对实战需

求还存有一些问题，特别是如何避免突发事件情况下应急通信中断和

瘫痪问题。所以，迫切需要采取一定的技术，有效地解决公安部门在

全面应对突发事件活动中所遇到的通信问题。随着航天航空技术的发展，以及空间网络在应急通信和军事通信中的发展优势，具有强大信

息支持水平的天地一体化网络逐渐成为公安部门解决应急通信问题的

一个重要手段，也是我国公安体系应急指挥发展的一个重要方向。

1公安应急通信系统

公安应急通信系统是指公安部门在应对突发事件时用于应急指挥

的通信系统。因为突发事件具有时间、地点和环境等的不确定性，通

信要求容量也不确定，因而，应急通信网络要有高度的机动性和灵活性，能适合恶劣环境并具有很强的抗水抗干扰水平。与日常通信系统

的主要区别体现在四个方面：（1）在组网水平上，应急系统采用自组网，具有自动路由选择、系统参数无线下载等，并能与其他部门的应

急通信系统实现互联互通；日常系统采用固定网络拓扑。（2）在频率

使用上，应急通信很难确定，公安应急通信系统应具有频率感知水平；日常系统只需提前规划，不经常更换。（3）在基站链路方面，应急通

信以无线通信为主，有线通信为辅；日常系统则相反，以有线通信为主，无线通信为辅。（4）在供电方式方面，应急通信以大容量移动电

源为主；日常系统以市电为主、电池为辅。公安应急通信网的主要业

务包括：现场受灾情况图象和数据采集、GPS定位、保密通讯、语音调度、多媒体数据转播，并具备应有的特殊功能，如在一些突发事件现场，特别是与反恐相关的突发事件现场，要屏蔽外界通信干扰并确保

警员之间的安全可靠通信。当前，公安部门在应急通信指挥保障工作时，现有的公安应急通信系统还存有一些问题1。多种应急通信系统之间因缺少协调性，导致跨行业间及公安系统部门之间缺乏互联互通水

平，不利于部门联动和统一协调指挥；重大公共安全事发场所，可能

因为基站受损造成通信水平大幅下降，甚至会导致通信的中断和瘫痪；重大突发事件发生现场因为通信资源受限，信息传输的实时性很难得

到保证。所以，发展基于天地一体化的公安应急通信系统很有必要。

公安领域的应急通信系统主要以应急平,台为核心，利用不同的接口协

议将卫星通信系统、导航定位系统、GIS系统和遥感监测系统等融合为一个完善合理的应急体系。

2天地一体化通信网络

天地一体化通信网络利用互联网技术，以地面通信网络为基础、

以空间通信网络为延伸，实现互联网、移动通信网络、空间通信网络

的互联互通，覆盖海、陆、空自然空间，为海基、陆基、空基和天基

各类用户的活动提供信息保障。天地一体化通信网络从物理形态上可

分为空间通信网络和地面通信网络2，空间通信网络包括天基和空基通信网络及其所有的航天器，天基通信网络由高空通信卫星、信息获取

卫星及导航卫星组成；空基通信网络主要包含利用临近空间飞行器和

各种无人侦察机等。地面通信网络主要是指陆基通信网络，有地面互

联网、移动通信网络组成的主干网络和用户接入网3天基通信网络、

空基通信网络和陆基通信网络能够独立工作也能够相互联通，构成分

层网络结构，确保通信畅通;在陆基通信网络中，节点可采用典型的网

状型网络结构互联，也可通过天基网络节点实现远程中继，使区域覆

盖网络接入骨干交换网4。天地一体化通信网络结构如图1所示图1天地一体化通信网络结构(参见右栏)高空通信卫星有高中低轨道，面对

不同任务的卫星。随着地面移动通信的发展，GEO高轨通信卫星逐步成为空间通信网络天基骨干网，提供覆盖世界的高速数据传输服务。天

基骨干网采用空间激光通信辅助传统微波通信实现空间组网，提供

100Gb/s量级的通信容量，具备空间网络拓扑抗毁重构水平5。同时，

地面关口站形成空间通信网络地基骨干网。空间通信网络通过这种双

骨干方式，为空中各种物理网络提供灵活有效的互联。同时，通过设

立多个国际级天地一体化网络互连节点，采用具备星第、星间通信水

平的空间移动通信系统作为高数据率传输的主干网，各类卫星、地面

固定、车载等应用子网接入的方式，以避免地面庞大的路由信息对空

间网络的冲击，以及屏蔽空间通信网络动态性所可能带来的地面网络

路由震荡，实现空间网络、地面互联网、移动通信网的互联互通。天

地一体化通信网络建设的最终目标也就是实现多种功能平台之间的数

据融合与信息共享，并通过将用户、应用控制资源整合成一个有机整体，实现信息共享和统筹建设，以提升通信的容量和时效性，增强通

信网络的可靠性和抗衰断性。

3天地一体化公安应急通信系统的构建

本文提出的天地一体化公安应急通信系统是利用卫星传输系统不

受地理条件限制的特点，在突发事件场所地面传输线路一时难以恢复

的情况下，使用“动中通”车载便携卫星系统，快速建立临时卫星传

输通道，连接应急通信车载基站系统或当地传输阻断的移动基站系统，架起公安应急指挥通信网。系统结构如图2所示，分为地面部分、空

中部分和卫星部分。图2天地一体化公安应急通信系统结构（参加下页）地面部分在应急通信时主要使用“动中通”车载便携卫星系统，

由地面卫星站、“动中通”卫星通信车及卫星便携站组成。“动中通”卫星通信车在快速行进中，车载卫星天线始终对准地球同步通信卫星，在地球同步通信卫星与地面卫星站之间构建双向链路的卫星通信，以