從需求來看,國內(nèi)基站建設(shè)相對比較完善,但由于幅員遼闊,地理、氣候條件復雜,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(diào)度、人員搜救、次生災害預防等進程。
應急衛(wèi)星通信系統(tǒng)(國際海事衛(wèi)星)因搶險現(xiàn)場的搶險單位和人員通信過多而負荷過重不能保證實時通信;北斗衛(wèi)星系統(tǒng)現(xiàn)階段還只能提供通信簡i吾服務(wù)。 許多搶險隊伍因無搶險應急通信系統(tǒng)支持 , 使得搶險現(xiàn)場的信息不能實時送至搶險現(xiàn)場指揮部和后方應急中心。 搶險隊伍在進入災區(qū)核心區(qū)域和進入后的工作過程中, 與搶險現(xiàn)場指揮部和后方應急中心基本處于通信失聯(lián)狀態(tài)。
常見的應急通信系統(tǒng)是應急通信車,但當遭遇道路損毀、塌方使其局限了其使用。再加上近兩三年 ,隨著直流無刷電機 、高能鋰聚合物 、多旋翼協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)的突破 ,微小型多旋翼無人機日漸成熟。于是,便攜式通訊基站,也即是基于系留式無人機實現(xiàn)的空中應急基站成為一種重要的解決方案。
一般的多旋翼無人機僅能飛行30分鐘至1個小時 ,系留多旋翼無人機可以實現(xiàn)連續(xù)不間斷飛行 。與此同時,由于天線高度可隨無人機飛行高度升高,覆蓋角度可隨無人機旋轉(zhuǎn)方向調(diào)整,能更加有效地實現(xiàn)大面積信號覆蓋。
2009年,德國研究人員們初步測試了可提供Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)信號的無人機。美國運營商AT&T(Flying COW)、Verizon和高通均已測試過基于無人機的機載LTE網(wǎng)絡(luò)基站,此外還有日本電信運營商KDDI的雄蜂基站、英國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(jù)稱將系統(tǒng)傳輸功率上調(diào)到10W時,覆蓋范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(xù)航時間長:采用光電復合纜,為無人機和RRU供電,續(xù)航時間可達8小時,較傳統(tǒng)無人機基站續(xù)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(tǒng),可快速到達通信中斷現(xiàn)場,滿足保障需求。
3、可擴展性強:根據(jù)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(huán)網(wǎng)傳輸設(shè)備,安裝模塊化、飛控半自動化,普通人員短期培訓即可上崗。
除了應自然災害下的應急通訊通道需求,系留式無人機還被應用于監(jiān)視和偵察,如CTTSO出資支持的美國航空環(huán)境公司(AeroVironment)的無人機系統(tǒng)Tether Eye,以色列用于邊界監(jiān)視、新聞采訪的小型無人機產(chǎn)品HoverLite,CyPhy公司與美軍合作的全景攝像袖珍系留無人機Pocket Flyer……