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浅谈无线通信在测绘应急中的作用

时间:2022-03-16 08:17:39 浏览次数:

摘 要:测绘应急是针对突发灾害而设的快速监测与服务体系,它能在第一时间快速获取、处理灾区现场数据信息,并随时监测灾害的动态变化,进行评估,提供服务。在其运行机制中,无线数据通信起着关键性的作用。

关键词:数据传输;无线通信;卫星

1 引言

十余年来,应急测绘技术以其能快速、准确得获取和处理灾区实时数据,将灾区第一手资料迅速的提供给抗灾应急指挥部和社会媒体,同时也将分析结果和原有的基础测绘数据输送给灾区进行数据支持,在救灾中发挥了突出的先锋作用,引起了广泛关注。测绘应急系统涵盖高、中、低空的数据获取平台,海量地形地貌数据需要在极短时间内在灾区现场与后方指挥中心进行传输交换,数据传输尤为关键。

2 测绘应急系统的组成

构建测绘应急保障系统的关键是如何快速、实时得获取灾区的空间数据,为救灾指挥中心或公众提供基础测绘信息服务。以下是测绘应急系统的基本工作流程:灾害发生后,成立应急指挥中心,调用应急地理数据库(包括原有的地形图和最新的航空遥感数据等),派遣作业队深入灾区采集数据,基础数据为从后方携带至灾区的或由指挥中心发送来现场打印的地图的和最近时间遥感图像融合后的最新灾区图纸,数据采集的方式主要有无人机航拍、车载地面采集、单兵采集等。以多种格式采集的数据需迅速传输至现场指挥部或后方应急指挥中心,以进入数据处理系统得到权威专家的解译和分析,并将成果输出服务救灾或进行媒体发布。

该系统可划分为硬件系统和软件系统,硬件主要由遥感平台、传感器、电源、通信器材、输出设备等组成。软件系统主要包括无人机飞控软件、数据传输监控软件、数据处理软件等。其中遥感平台含地面遥感车、无人机、单兵等,传感器主要有高分辨率相机、GPS/IMU、摄像仪、全站仪等。输出设备主要有绘图仪、打印机等。这些设备必须以一定形式接入网络将数据分享。数据传输硬件及软件组成了数据通信系统,主要形式为无线通信。

3 测绘应急系统中的无线通信

应急指挥部应首先恢复网络,建立与后方指挥中心的联系。应尽可能的利用原有通信手段,若有线网络和设施等已损坏,也不在移动网络覆盖区,则无法与有线公网和移动网络建立连接,只能在快速抢救公网的同时,选用卫星通信或其他无线网络形式将采集数据回传。但卫星通信成本高,适应于远距离数据传输。若灾区距离救灾指挥总中心距离较近,可考虑临时搭建通信中继站。

现场通信网络应满足遥感采集车、无人机、单兵采集、现场指挥部与应急指挥中心的快速通信,基于流动特点灾区现场的通信方式主要采用专业无线通信网络,如MiWAVE。构建畅通的灾区无线通信网需要建架设多个基站,以满足覆盖一定范围的测区与指挥部的需要。多基站形成通信网,当数据采集车或单兵从一个基站转移到其他基站覆盖范围时,可自动切换下一个基站的网络进行数据回传。专业无线通信方式覆盖范围广,架设简单,基站通过卫星接入、微波中继、地面固网接入等多种接入方式与IP骨干网和互联网相连。其通讯速度快,质量高,成本相对较低,是应急保障的主要数据传输手段。

无人机航拍系统可以满足遥感数据采集车或单兵无法到达的盲区的测绘。还可作无线通信的中继站,主要由小型无人机飞行平台,高分辨率相机、GPS和其他等传感器,以及飞控系统等组成。飞控系统是工作的核心,包括地面控制中心,机上导航、数据传输系统等。地面控制中心可选取测区中部地面高点或遥感车,它负责规划飞行任务,实时飞行监控,上传控制指令,将无人机数据通信设备下传的数据进行分析处理或传至应急指挥部进行处理。无人机飞行平台主要有小型无人机、机上动力系统、无线信号接收器和发射器等组成。机上带有机载飞控设备,机载飞控软件、以及传输监控系统等。机上传感器具有通用的数据接口,可将实时采集的数据通过机上通信器传送给地面控制中心。目前,我国的无人机航拍技术已经成熟。

卫星、MIVAVE、机控传输系统等构成了灾区现场应急指挥部通信的主体。MIVAVE在小区域范围内组成了通信方便的局域网,单兵、无人机、遥感车等采集平台获得的数据可通过它传输至灾区指挥部,再通过中继卫星、通讯中继站或修复好的公网与后方指挥中心进行通信。这是数据通信的主要方式。为保证在一条通信线路断开下仍能保持通信畅通,指挥部与后方指挥中心可随时启用卫星通信,收录采集数据和传输指挥信息。

4 结论

测绘应急系统的关键是依据现有资料将海量的灾区现场图片、视频及其他数据形式快速、动态的传递给救灾指挥中心,通过分析,做出判断,传送回指挥部现场。因此,数据通信是应急系统的关键,考虑到灾区的有线网或移动网络已被破坏,构件专业无线网络是好的解决方法,MiWAVE宽带无线技术已有了成功的应用案例。它可以以简单、小型的形式构建联系网络,将灾区现场、现场指挥部、后方抗灾指挥中心连接起来,及时恢复图片、视频、语音等数据信息的快速传输。

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