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文档简介

无人机应急通信保障指南(试行)适用范围与任务分级本指南适用于各类突发公共事件发生后,公众通信网络大面积中断或拥塞情况下,利用无人机平台搭载通信载荷实现应急通信保障的作业行动,涵盖自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社会安全事件四类突发公共事件的应急通信保障场景,具体包括地震、洪涝、滑坡泥石流、森林草原火灾、大型活动通信拥塞、轨道交通事故、矿山事故等场景。

根据受灾范围、通信中断程度、保障需求,将无人机应急通信保障任务分为三级:

1.一级保障任务:受灾范围超过10平方公里,公众通信网络全段,影响人数超过1万人,需要开展24小时以上中长期连续保障,如较大及以上地震、全域洪涝等,核心任务是恢复灾区公网通信覆盖,支撑应急指挥和公众通信需求。

2.二级保障任务:受灾范围1-10平方公里,部分通信中断,影响人数1000-10000人,需要开展4-24小时保障,如局部滑坡、单点森林火灾等,核心任务是补盲通信盲区,支撑救援队伍指挥通信。

3.三级保障任务:受灾范围小于1平方公里,局部通信拥塞或小范围中断,影响人数小于1000人,需要开展4小时以内临时保障,如小型活动通信拥塞、局部道路中断导致的短时中断等,核心任务是缓解通信拥塞,提供临时应急通信。系统选型与装备配置无人机平台选型根据任务级别匹配对应平台,核心参数及适用场景如下:

1.多旋翼无人机:中小型多旋翼载重5-15kg,续航60-120分钟,抗风等级≥6级(风速≤13.8m/s),适用于三级保障任务和偏远区域小范围补盲;大型多旋翼载重15-50kg,续航40-90分钟,抗风等级≥6级,适用于短时间定点保障和应急载荷转运。

2.系留无人机:通过系留线缆连接地面供电系统,可实现24小时以上不间断留空,额定升限100-300m,载重10-30kg,抗风等级≥6级,适用于一、二级保障任务的中长期定点通信覆盖,是当前应急通信保障的核心主力平台。

3.固定翼无人机:电动固定翼航程100-200km,续航2-4小时;油动固定翼航程200-500km,续航4-8小时,整体抗风等级≥7级(风速≤17.1m/s),适用于大范围受灾区域先行侦察、快速广域覆盖,可搭载小型通信节点实现移动连续覆盖。

通信载荷配置

根据保障需求选择对应载荷,核心性能要求如下:

1.一体化公网基站载荷:重量8-25kg,支持2/3/4/5G多模通信,单载荷最大支持1200个用户同时接入,支持核心网下沉部署,脱离地面核心网可独立实现用户接入;覆盖性能为:100m升限条件下视距覆盖半径3-5km,200m升限条件下视距覆盖半径5-10km,适用于公众通信恢复,是一级保障任务的核心载荷。

2.宽带自组网节点载荷:重量2-10kg,单节点传输带宽≥100Mbps,视距传输距离≥10km,可多节点级联实现大范围通信延伸,适用于救援队伍指挥通信、单兵图传回传,支持语音、数据、视频多业务传输,是各类救援现场的通用标配载荷。

3.卫星中继载荷:重量5-15kg,可通过卫星链路回传通信流量,在无地面骨干链路的条件下实现公网出口连接,适用于完全孤立灾区的通信保障,一般要求回传带宽≥100Mbps,满足100个以上用户同时上网需求。

4.窄带物联网载荷:重量1-5kg,支持低功耗广域连接,适用于物联网终端接入,如生命探测仪、水位监测传感器、气象监测设备的数据回传,多用于灾害现场的监测类保障需求。

任务装备配置标准

按不同任务级别明确标准化配置:

1.一级保障任务配置:系留无人机平台1套(搭载一体化公网基站+卫星回传链路),大型多旋翼无人机1架(备份),固定翼无人机1架(侦察+巡航覆盖),地面供电保障设备1套,卫星终端2台,人员编组4-8人,备份电池不少于6组,满足72小时连续保障需求。

2.二级保障任务配置:大型多旋翼无人机1架(搭载宽带自组网+公网基站载荷),小型多旋翼1架(备份),固定翼无人机1架(侦察),人员编组4人,备份电池不少于4组,满足24小时连续保障需求。

3.三级保障任务配置:中小型多旋翼无人机1架(搭载公网补盲载荷或自组网节点),人员编组2-3人,备份电池不少于2组,满足4小时保障需求。

4.前置备勤配置:在灾害高发期(汛期4-9月、森林火灾高发期10月-次年3月),针对高风险区域设置前置备勤点,配置1套系留无人机、2架多旋翼、1架固定翼,人员24小时在岗,装备保持完好状态,接到指令可1小时内出动。任务准备流程风险研判与航线规划接到保障任务后,第一时间获取灾区气象、地形、灾情数据开展风险研判:风速超过平台抗风等级禁止出动;降雨强度超过24mm/小时(中雨及以上)禁止露天作业;灾区存在次生灾害风险的,起飞点必须布置在安全管控区域外。

航线规划满足以下要求:定点保障任务明确悬停点坐标、高度;巡航任务明确航线起止点、航点高度、巡航速度;所有航点必须高出周边最高障碍物至少30m;水平距离距离危险区域(滑坡体、洪泛区、火线)至少保持1km以上安全距离;提前向空管部门申请作业空域,明确作业空域范围和时限,获批后方可出动。

起飞点选址规范

起飞点必须满足以下要求:

1.地形平坦,地势高差小于5度,地面承载力满足车辆和人员作业需求;

2.开阔无遮挡,半径100m范围内无高于10m的障碍物,半径500m范围内无高压输电线路、大型易燃易爆场所、人口密集区;

3.地质稳定,避开滑坡、洪水淹没、危房周边等次生灾害风险区域;

4.距离保障中心区域(安置点、救援现场)不超过5km,保证通信覆盖效果。

人员编组与职责

标准化作业编组设置如下:

1.飞控手1名:负责无人机飞行控制、航线调整、起降操作,要求持有民用无人机超视距驾驶执照,具备不少于100小时的复杂环境飞行经验;

2.载荷操作手1名:负责通信载荷调试、网络优化、链路监控,要求熟悉公网通信或自组网通信操作,具备通信运维基础;

3.安全观察员1名:负责现场空情观察、风险监测、空域协调,全程监控无人机飞行状态,发现不明空情、安全风险及时预警;

4.现场保障员1名:负责装备搬运、起降场地清理、供电保障、后勤安全,配合飞控手开展起飞前检查。

一级保障任务配置双编组,配备备份飞控手和操作手,避免人员疲劳导致操作失误。

起飞前装备检查

必须完成以下检查项目,逐项确认合格后方可起飞:

1.无人机机身检查:螺旋桨无裂纹、变形,机臂无松动,机架无损伤;

2.动力系统检查:电池电压正常,各电机转动正常,系留线缆无破损、接头连接牢固;

3.飞行链路检查:无人机与地面控制站信号强度≥-70dBm,链路丢包率≤1%,GPS搜星数量≥10颗,定位精度≤2m;

4.通信载荷检查:载荷开机正常,工作频点正常,用户接入功能正常,回传链路连通性正常,测试语音、视频传输正常;

5.地面设备检查:地面控制站、供电系统、卫星终端工作正常,备份设备状态完好。现场作业规范起降作业规范起飞前清理起降区域,设置安全警戒线,禁止无关人员进入;起飞阶段安全观察员全程观察周边情况,确认无障碍物、无关人员后发出起飞指令;起飞后爬升到安全高度再调整航向,不得低空低速在人员上空穿行;返航降落阶段,提前确认降落区域安全,自动降落失败改为手动降落;系留无人机降落前先断开供电系统,再匀速回收线缆,避免线缆拉扯损伤设备。

定点部署规范

定点通信保障的悬停高度按照地形条件选择:平原地区100-150m,丘陵地区150-200m,山区200-300m;悬停位置水平偏差不得超过5m,高度偏差不得超过10m,保证覆盖范围稳定。

覆盖范围可按照视距传输公式计算:R=4.12×(h1+h2),其中R为覆盖半径(单位:km),h1为无人机悬停高度(单位:m),h2为用户终端高度(单位:m,一般取1.5m);山区植被遮挡条件下覆盖范围减少30%-50%,需要适当提高悬停高度保证覆盖效果。

通信网络优化规范

部署完成后15分钟内完成网络优化,核心优化内容包括:

1.功率优化:根据用户分布调整发射功率,用户集中区域(临时安置点、救援指挥中心)发射功率不低于额定功率的90%,无用户区域降低功率减少干扰;

2.覆盖优化:调整基站天线俯仰角和方位角,平原地区天线俯仰角设置为3-5度,丘陵地区设置为5-8度,山区设置为8-12度,将覆盖重心对准保障区域;

3.容量优化:单区域用户数超过单载荷最大接入容量70%时,部署第二架无人机分层覆盖,采用异频组网避免干扰,将用户均匀分配到两个基站,保证通信质量;

4.链路优化:卫星回传链路带宽占用率超过80%时,启动带宽动态调整,优先保障语音和指挥业务,限制非必要大流量下载,保证核心业务畅通。

动态巡航规范

大范围巡航覆盖任务按照以下规范作业:固定翼无人机巡航高度设置为300-500m,巡航速度设置为80-120km/h,相邻航线水平间隔不超过覆盖半径的80%,航线重叠率不低于15%,保证覆盖无盲区;多旋翼无人机巡航高度设置为100-200m,巡航速度设置为10-20km/h,每完成一个轮次巡航后回到指定补盲点位悬停保障;通信节点每10分钟广播一次同步信息,保证连续覆盖不中断。

通用安全作业规范

1.严格在获批空域内作业,飞行高度不得超过获批高度,水平位置不得超出获批空域范围,作业期间每1小时向空管部门通报一次无人机位置;

2.全程保持对无人机的监控,飞控手不得脱离岗位,安全观察员全程观测空情,发现不明航空器进入作业空域,立即指挥无人机避让,必要时降落到安全区域;

3.典型场景作业指南地震灾害应急通信保障地震灾害发生后,90%以上的通信中断来自基站倒杆、光缆断裂,大面积通信全断,作业流程如下:

1.出动响应:接到指令后1小时内完成集结出动,重灾区道路中断的采用直升机投送或徒步携带装备到预定起飞点;

2.先期侦察:出动固定翼无人机,1小时内完成震中核心区100平方公里范围的灾情侦察和通信中断区域摸排,确定安置点位置和用户分布;

3.核心部署:选择距离震中安置点2-5km的安全开阔区域部署系留无人机公网基站,3小时内完成开通,实现覆盖半径5-8km的公网通信覆盖,支持不少于1000个用户同时接入,优先保障指挥调度和紧急呼叫业务;

4.补盲覆盖:对于分散在山区的零散村落,出动多旋翼无人机搭载小型基站载荷逐村补盲,每村保障30分钟以上,满足村民报平安和救援对接需求;

5.持续保障:安排人员24小时值班,每12小时检查一次设备状态,保障持续畅通直到地面基站恢复运营。

洪涝灾害应急通信保障

洪涝灾害的特点是基站被淹、道路中断、被困人员分散在高地,作业要点如下:

1.起飞点选址必须选在未被淹没的稳定高地,距离洪泛区边缘不超过2km,海拔高于当前水位至少2m,每2小时监测一次水位变化,水位上涨超过0.5m立即转移装备到更高位置;

2.悬停高度高出最高被困点至少50m,优先搭载宽带自组网载荷,满足救援队伍的单兵图传和指挥通信需求,同时开通公网接入满足被困人员通信需求;

3.对于孤岛区域,采用多旋翼无人机搭载小型卫星基站,快速飞抵孤岛上方悬停,实现1-2小时临时覆盖,摸清被困人员数量、位置,支撑后续救援行动;

4.作业期间避开雷击,雷雨天气立即降落躲避,禁止强行升空作业。

森林草原火灾应急通信保障

森林草原火灾的特点是地形复杂、原有通信覆盖差、火线蔓延快、风向变化大,作业要点如下:

1.起飞点选在火线侧上风方向,距离火线至少3km,避开热气流和烟气影响,避免高温损坏无人机设备;

2.固定翼无人机每2小时完成一次火线全范围巡航,实时回传火线位置和蔓延方向,搭载通信节点实现火线区域连续覆盖;

3.在灭火指挥前线部署系留无人机基站,实现10km范围的宽带通信覆盖,支持所有灭火队伍的单兵图传回传和指挥调度,解决山区原有通信覆盖不足的问题;

4.风速超过6级(10.8m/s)立即指挥无人机降落,风向突变指向起飞点时立即转移装备到安全区域,避免被火势波及。

大型活动通信拥塞保障

大型活动(集会、赛事、演唱会)发生地面基站通信拥塞,无法满足用户接入需求时,作业要点如下:

1.在活动场地周边开阔区域选择起飞点,距离场地中心不超过2km,部署系留无人机升空到100m高度,开启公网补盲基站;

2.调整频点和功率,分担地面基站的用户容量,可新增最多1500个同时接入用户,将用户接通率从低于50%提升到95%以上;

3.活动结束后立即降落回收,清理场地,结束保障。突发情况处置无人机飞行故障处置链路丢失:无人机与地面控制站失去链路连接时,首先触发自动返航模式;若1分钟内自动返航未启动,飞控手尝试应急重连;重连失败引导无人机迫降到开阔无人区域,禁止迫降到人口密集区和危险区域;动力故障:单个电机故障时,多旋翼无人机立即启动迫降程序,引导到安全区域降落;多个电机故障时,配备降落伞的立即开伞降落,未配备降落伞的引导迫降到无人区域;低电量告警:电池电压低于最低安全电压时,立即返航降落,禁止强行留在空中保障,避免失控坠毁。

通信故障处置通信干扰:受到外界干扰导致通信质量下降时,首先调整工作频点,避开干扰频点;调整后仍无法消除干扰的,降落之后排查干扰源位置;干扰源位于危险区域的,不得贸然接近,报告当地应急管理部门和无线电管理部门处置;回传链路中断:卫星回传链路中断时,立即切换到备用卫星链路;备用链路也无法使用的,将基站切换为本地位姿,存储用户信息和通信数据,链路恢复后自动回传,避免数据丢失;载荷故障:载荷无法

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