平流层通信在军事通信中的应用探析

摘 要：平流层通信平台与现有卫星和地面通信平台相比，具有部署快、抗干扰能力强、费用低、通信质量好、终端设备少、战场灵活性好等诸多优点，在军事通信中有广泛的应用前景，已引起国内外的高度重视。

关键词：平流层 通信平台 军事应用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（a）-0035-01

当人们关注陆战场、海战场、空战场的同时，在距离地面18～50 km的平流层空间，悄然成为世界争夺的新领域。被媒体誉为“中国互联网之父”的中国工程院院士刘韵洁直言：“2万 m的平流层就像国际上的公海，已经有国家打算开发，我们也要有所作为。”很显然平流层将成为发达国家争夺空间资源的新热点。

1 平流层通信概述

1.1 平流层通信

平流层通信是指用位于平流层的高空平台电台HAPS（High Altitude Platform stations）代替卫星作为基站的通信。与地面蜂窝系统相比，平流层通信的覆盖区域大、作用距离远、信道衰落小，不但降低了地面建设的费用，而且也降低了周围的环境污染；与卫星通信系统相比，它往返延尺短、自由空间衰耗小、费用低、建设快，有利于实现通信终端的宽带化、小型化和对称双工的无线接入。

1.2 平流层通信平台

平流层平台的搭建是实现平流层通信的关键技术。平台高度通常建议在距地面17～22 km。可以用气球、飞艇、飞机、飞船等作为安置转发站的平台。选择此高度的原因，一是位于航空航线之上；二是此处的平均风速小。在此空间搭建通信平台既可以克服航空平台滞留时间短、受地球大气影响的限制，又可以发挥航空平台高分辨率、灵活机动的特点；既可以克服航天卫星轨道无法随意变更、飞行周期长的限制，又可以发挥航天平台飞行平稳的优势。若平台高度在20 km，则可以实现地面覆盖半径约500 km的通信区，我国只需要十几台平流层通讯飞艇就可以让通讯信号覆盖大陆地区。

2 国内外现状

2.1 国外研究现状

平流层通信的战略价值已经引起各国的重视，并成为各国近期研究的热点。并成为各国近期研究的热点。美国、欧盟、俄罗斯、韩国、日本、英国、以色列等国家和地区都在投入大量的经费，积极开展平流层通信的技术研究，其中美国走在最前列。美国最先提出平流层飞艇平台，美国SSI公司首先提出轻于空气的飞艇计划。欧洲空间组织（ESA）于1986年6月开始进行高空长耗时高空平台的概念设计。日本的“新千年计划”，即从2000年起，开发平流层试验艇和低空试验艇。2005年，美国“高空哨兵”飞艇进入平流层试验成功，携带了大约27 kg的设备，飞行高度达到22 km，并留空5h。2009年，美国计划耗资4亿美元开发一种能飘浮在6.5万英尺（相当于20000 m）高空的巨型飞艇。这种飞艇能在空中飘浮10年，对下方的车辆、飞机甚至行人进行不间断的监控。

2.2 国内研究现状

我国已逐步认识到平流层空间开发的重要性。国内有关专家呼吁要把握好时机，大力发展包括平流层飞艇、高空气球等在内的浮空器，抢占目前还是“真空”地带的平流层广大区域。我国的目标是将气球（艇）体积提高到100万 m3，有效载重进一步增加，开展更长时间气球（艇）飞行技术研究，包括飞行控制、材料、球体设计等方面，研究并发展气球（艇）飞行的精细控制技术，建设新的半永久气球（艇）站。在太阳能飞行器方面，由北京大学牵头、相关机构支持形成的太阳能空天飞行器研究开发专业机构，主要对太阳能飞行器系统集成技术的研究、开发和运用，迄今已经完成开发具有独立知识产权和自主掌握核心技术的“太阳能平流层悬浮平台系统”。

3 平流层通信技术在军事通信中应用

从最近几场由美国发起的高技术局部战争来看，瘫痪通信设施是战争夺取制电磁权的首选目标。未来战场通信建设发展方向是高速、宽带、综合化。平流层通信用于军事通信的优势是明显的，因为它具有快速部署和很高的生存能力。

3.1 平流层通信网络与现有军事通信网络融合

在已经存在的网络中，平流层平台可以作为一个节点，或者作为一个替代卫星。在空间和时间上填补了卫星和预警机的空白。在现有条件下平流层通信与已有各类网络融合后，平流层通信系统可分为5个部分：（1）用于战场通信。平流层平台与预警机系统和军队指挥网构成作战指挥网，可将战场空中、海面及陆地收集到的信息及时传输给预警系统，由预警系统再对目标分析、处理，分发给陆、海、空部队指挥网络。（2）与移动网络通信。平流层通信平台的一个很大的优点就是它能够移动，可以覆盖有临时业务需求的地区。（3）与民用网通信。可以通过地面网关与Internet和数据库进行融合，方便地实现网间通信，也可以直接与用户终端进行通信。（4）平流层平台之间的通信。多个平流层通信平台可以构成平流层通信网络，平流层通信网络相比单个的平台可以覆盖更大的区域，具有很多的链路和更大的空间。（5）与卫星网络通信。信息既可以直接通过平台进行转发，也可以由平流层平台将信息转发给卫星，再通过卫星转发。

3.2 平流层通信适用于战区通信

平流层通信系统很适合用于有限局域、边缘地带以及战役和应急情况下的临时服务。由于消耗功率小、所需设备少、地面天线短、战场灵活性强，通信平台可以得到快速部署。一旦平台到位，就可以迅速地建立起战区的通信和侦察体系。由于平流层通信平台位于17～22 km的高度，为定点悬空式装备，除装载一些必需的设备外，其他的多数都可以放在地面，可很容易地组成空地结合式的探测设备。建立平流层集成、互补式的独立探测系统，特别适用于在敏感局部地区应用，可以完成区域内导弹预警探测、情报侦察、控制、指挥、引导、通信、战损评估、目标识别、探测隐身飞机等任务。

3.3 平流层通信应用于军队完成多样化任务

2008年南方雪灾、汶川地震等重大灾难的发生暴露出我国在通信方面能力不足，基于地面的移动通信网络几乎全部瘫痪，信息不通致使军队救灾困难加大。由于平流层平台具有快速部署的特点，因此特别适合于灾难事件和紧急事件，例如遇到火灾、水灾、电灾、地震等自然灾害，可以临时升空或紧急调度一个或多个平流层通信平台到事发地上空，作为临时通信中转站，并对自然灾害进行监视和控制，为分散在救灾现场的部队提供迅速可靠的通信联络保障。

参考文献

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[2] 黄鑫，刘国良，周熙.平流层通信综述[J].网络通信与安全，2007（6）：646-647.