基于thuraya通信网络的单兵视频系统建设研究

姜琪

摘要：卫星通信是建立在航天器与地球之间的无线电通信，不受任何条件和环境限制，在各行各业均得到了广泛应用。该文从重大灾情的救灾工作经验分析，提出建设基于thuraya通信网络的单兵视频系统的设计方案，为特大地震发生后，保障灾害信息及救助信息的畅通提供了科学的思路，在一定程度上可以缓解震后电力、电信等基础设施建设被损毁的“信息孤岛”问题，对灾区开展救援工作起着促进作用。

关键词：thuraya通信网络，视频系统

中图分类号：TP393      文献标识码：A      文章编号：1009-3044（2018）34-0028-02

1 背景

汶川特大地震发生后，汶川、北川等多个县级重灾区基本被地震及随之而来的次生灾害夷为平地，通信也全面中断，不少地区成为与世隔绝的“信息孤岛”，即使通过抢修，能够恢复部分通讯，也因为受到通讯服务高峰的情况影响，极易出现通讯堵塞。这一系列情况的后果就是外界救援队不仅进不去灾区，且无法掌握受灾的具体情况，给救援工作带来了极大的困难，严重制约了震后救援工作的效率。“时间就是生命”，特大地震发生后，通信是抗震中的重中之重，无论采取什么应急救援措施，信息的获取，决策指挥、相互之间协调和沟通都要依赖通信作保障。

当前的震后应急通讯方式主要有海事卫星电话、3G/4G单兵音视频同传系统、卫星通讯车等，但都存在或多或少的制约，如海事卫星电话虽然信号稳定，话音清晰稳定.但是如果卫星方向被遮挡、没有指向卫星方向，使用方法不当就会信号不稳定;3G/4G单兵音视频同传系统在特大地震移动基站损毁后基本丧失其功能性;卫星通讯车固然应用场景较多，但如果灾后道路收到毁坏或交通拥堵，基本上连灾区都进不了。基于上述情形，该文提出通过建设基于thuraya通信网络的单兵视频系统来确保特大地震后灾区通讯不中断，灾情信息快速为外界所知，较好的支持了震后救援工作的开展。

2 全球三大卫星服务供应商对比

目前全球较为有影响力的卫星服务供应商主要有依星、海事卫星、thuraya三家。铱星移动通信系统是美国铱星公司委托摩托罗拉公司设计的一种全球性卫星移动通信系统，属于低轨道卫星通信系统，由分布在高度 765km 的 6 个轨道中共 66 颗卫星组成。实现了5个“任何”（5W），即任何人（Whoever）在任何地点（Wherever）、任何时间（Whenever）与任何人（Whomever）采取任何方式（Whatever）进行通信，是真正意义全球覆盖的卫星通信系统，也是全球公认的性能最好的卫星通信系统，但是其缺点也很明显，就是资费偏高;海事卫星 通信系统前身是国际海事组织（IMO）考虑利用卫星为船舶提供可靠的海上遇险安全和商务通信，主要用于海事作业的卫星通信系统。其缺点就是中国大陆通信质量较差;Thuraya（舒拉亚）是由阿联酋舒拉亚卫星公司运营的全球性商业卫星通信系统。该卫星系统由3颗距离地球 36000km的高軌卫星组成。目前覆盖除南北极、南北美外约160个国家和地区约三分之二的地球。信号好、搜星快，轻巧耐用，资费低廉、灵活，是目前中国境内使用性价比最高的卫星通讯选择。结合震后地震应急救援工作的实际，该文主要选取Thuraya系统展开研究。

3 建设目标

以卫星设备为中心，建立临时网络系统，在无常规通讯设备情况下，通过卫星设备建立互联网系统，搭建临时指挥平台。

1）第一时间、第一现场，突破地面通信条件的限制，以最便捷的方式将灾情现场实况送回中心，并面对面视频通信交流。

2）减少一线工作人员在灾区停留时间，最大限度了解现场时时情况及灾害发展情况，为现场指挥人员提供最及时的图像、音频资料。

3）发生地交通不便，通讯不畅、办公条件缺乏等情况下，通过应急指挥系统建立临时指挥部仍能够正常展开工作。

4）通过应急指挥系统前后方图像能够同步传输，并能进行视频通话，为领导的决策提供依据，迅速处理事故，有效地防止事故的扩散。

5）指挥中心、现场工作人员可以通过应急指挥系统召开电视电话会议，有效沟通现场信息、汇总现场情况，进行有效准确的决策。

4 建设方案

整个基于thuraya通信网络的单兵视频系统由发送端、中心接收服务器、客户端（接收端）三部分构成。

发送端（移动端）配备卫星上网终端、摄像机、数据发送端。其中卫星上网终端用于提供高速、稳定的卫星网络通道，将音视频数据回传上星;摄像机用于现场视频的拍摄采集;数据发送端主要采用基于卫星业务而设计的卫星视频服务器，用于音视频图像数据的编码处理，支持多种回传网络形式，包括卫星、3G/4G、Wi-Fi、以太网等，支持UDP、TCP传输协议，支持单径、多径并行等传输模式;

中心接收服务器应采用市面主流高配置图像处理专用服务器硬件， 安装中心端控制软件，网络方面采用专线固定IP（预留10兆以上视频专线）;

客户端（接收端）直接安装手提电脑上，用于收看接收到的音视频内容。

完整的基于thuraya通信网络的单兵视频系统结构图如图1所示：

特大地震发生后，地面通信线路全部中断，抗震救灾指挥部立即启动应急方案，相关人员迅速响应，成立为本省的通信协调指挥部，联络各地市、通报现场情况;应急通信车载救援分队前往灾情现场，确认灾源现场情况，对灾区造成的网络中断进行通报并进行相应的指挥抢险工作。单兵进入灾区现场建立起视频回传系统，利用便携型单兵视频设备，结合高质量解码软件进行远程图像回传，为指挥中心提供现场图像和音频。本研究发送端与接收端均采用Thuraya卫星网络通道，在地面所有通讯网络都不能工作的情况下，发送端（移动端）通过卫星网络发送现场的视频流，接收端（接收端）也通过卫星网络接收现场发过来的视频，并通过视频全面掌握现场的情况以便实时的给现场的工作人员下达实时的命令指示。

5 结束语

通常在发生重大自然灾害时，比如特大地震发生后，地面基础设施首当其冲全军覆没，如电力系统、通信系统、交通系统等，受灾地区通信基本全面瘫痪，外界无法及时了解受灾地区的情况，抗震救灾指挥部不能有效的组织救援工作，耽误最佳救援时间，严重制约了震后救援工作的开展。目前国际上在应急救灾工作中，因卫星通信覆盖范围广、受地面灾害影响小，因此卫星通信在应急通信中扮演着重要的角色，其应用也日渐成熟，在实现物资调度、紧急指挥等方面，均发挥了重要的作用，为灾区开展有针对性的救灾活动创造有利条件。

参考文献：

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[4] 张建华， 赖锡安. 震害现场紧急卫星通讯系统的研究和建设[J]. 地壳形变与地震， 1993（4）.

【通联编辑：谢媛媛】