一架无人机就恢复河南灾区 50km² 通信,“翼龙”是什么黑科技

2021/7/22 14:43:56 来源:量子位 作者:明敏 萧箫 责编:懒猫

今天,一条“发自无人机”的运营商短信,迅速在微博刷屏!

为何?

因为这条短信是在断路、断电、断网的情况下,通过 1 架无人机,直接发到当地居民手机上的。

当晚,这架无人机紧急从贵州安顺机场起飞,“赶路”4.5 个小时后,抵达河南米河镇通信中断区,又持续为居民提供了 5 小时稳定信号,续航妥妥的。

▲ 图源公众号 @航天工业

这架名为“翼龙-2H 应急救灾型”的无人机,在救援期间,信号一直保持稳定,从未中断

实时通讯的网速也非常不错,测试显示甚至能打视频电话:

▲ 来源于微博 @小央视频的测试视频

据人民网消息,截至昨晚 23 时 20 分,中国移动基站累计接通用户 3572 个,产生流量 2089.89M,单次最大接入用户 648 个,依旧保持通信稳定。

如此硬核的技术,让不少网友激动了,骄傲、自豪感溢出屏幕:

事实上,国外厂商也尝试过研发类似的项目,只是失败了。

国外互联网巨头 Facebook 为了推行全球联网计划,曾经于 2016 年设计过一个名为 Aquila 的无人机,旨在成为高空中提供无线网络的“空中基站”。

第一次试飞降落时,Aquila 就因结构失灵的问题而坠毁。后续虽然降落成功,但 Facebook 已经于 2018 年放弃了 Aquila“无人机 4G 基站”项目。

Google 在 2014 年也收购了一家名为”Titan Aerospace”的初创公司,其核心项目是利用高空无人机向地球上偏僻地区提供上网接入服务,利用太阳能作为动力在高空保持长期飞行。

但目前,Google 也早已放弃这一项目,给出的原因是项目遇到了“技术障碍”。

这架无人机,是什么黑科技?

据中国航空工业集团消息,翼龙-2H 应急救灾型无人机,可以在没有任何通讯设施的情况下,恢复 50km² 内人们断开的通信连接,建立覆盖 15000km² 的音视频通信网络。

意味着只要一架无人机,就能立即恢复一个 50km² 镇子的通信,并将他们的信息传达到远至 120 公里的任何地方(覆盖面积相当于 7.5 个深圳)。

这架无人机相当于一个“空中基站”,可以用来执行通信中继任务,只需要在灾区上空盘旋,就能通过卫星链路接入中国移动核心网。

听起来似乎就是将基站搬到飞机上,但实际并非如此。

要想让无人机自带通信信号,还需要用到空中组网、无线中继在内的技术。

以空中组网为例,这是在空间中组建网络的技术,研究涉及以下几个难点:必须通过无线传输;空间环境变化,传输环境 & 距离都在随时改变;网络拓扑随空间拓扑变化而变化;相关应用也需要适应传输变化。

翼龙-2H 无人机主要有 4 个部分配合完成应急救援通信任务,分别是合成孔径雷达、卫通天线、光电吊舱和应急通信保障吊舱。

▲ 图源央视网

其中,合成孔径雷达和光电吊舱主要完成一些侦查工作。

合成孔径雷达是一种高分辨率成像雷达,可以在能见度极低的气象条件下得到类似光学照相的高分辨雷达图像,而且能够全天候工作,有效识别伪装和穿透掩盖物。

光电吊舱则可以充当侦查员的角色,完成目标探测、搜索和追查的一些工作。

它们配合工作,将受灾地区的图像实时传回后方指挥部,利于救援团队有效开展工作。

▲ 图源央视网

主要承担通信任务的,就是应急通信保障吊舱了。

它包含 pdt 集群机载基站、CCD 航测相机、宽带自组网设备和公网移动通信基站 4 个部分。

卫通天线则用来接收卫星传回的信号。

那么,为什么不直接用卫星通信?

因为相比于无人机,目前的卫星中继技术,仍然需要大量地面设施,目前也只能在通电的环境下使用,对于断电的灾区而言是无法实现的目标。

除此之外,卫星信号目前也不能直接发送给普通手机。相比之下,距离地面更近、传输效果更好的无人机就显得“更接地气”了。

更重要的是,无人机还不止能用在通信上。“翼龙-2H 应急救灾型”除了应用于应急通信保障外,还能用于灾害探查、灾区物资应急投送等任务,不仅航程远、留空时间长,而且承载能力大、环境适应强,是抗洪救灾的好帮手。

要知道,在发生自然灾害后的“孤岛效应”是最令人揪心的,恢复通信对于受灾群众和救援队伍来说,都非常重要。

13 年前在汶川地震时,位于震中地带的茂县就成为了“孤岛”,无法与外界沟通震情,只能靠 15 名空降兵跳下展开救援。

由于没有地面指挥引导、地面标识、气象资料,这也被称作“惊天一跳”,对救援人员来说非常危险。

而现在,翼龙-2H 应急救灾型无人机的研发,进一步降低了救援队伍实施救援的难度,也提升了受灾群众自救的能力。

救援人员可以通过翼龙无人机建立的移动公网,向后方指挥部传回一线消息。

救援预测,翼龙系列齐上阵

此次翼龙无人机迅速开展救援工作,可以说是早有准备。

去年 9 月,翼龙-2 无人机首次完成应急救援通信保障实战演练。

演练过程中,无人机从贵州安顺机场起飞,奔赴四川木里,航时近 20 小时,实现了跨 3 个省份、跨昼夜全天候等恶劣气象条件下作业,解决“三断”灾难现场通信保障难题。

除了完成通信保障任务,翼龙系列无人机还能协助台风预测工作,筑牢气象防灾减灾的第一道防线。

去年 8 月,翼龙 10 无人机在海南完成了我国首次高空大型无人机台风观测试验。

观测过程中,翼龙 10 无人机紧贴“森拉克”台风外围,爬升到一万米高空后投下 41 枚探空仪,将台风右侧云系的大气温度、相对湿度、气压、风速等数据实时传回。

这对提高台风预报准确率具有重要意义,我国也成为世界上第二个实现大型无人机探测台风的国家。

此外,翼龙系列无人机还能参与大气观测、人工降雨、海上救援等任务。

翼龙-2H 无人机的气象型子型号可用来进行大气探测、人工影响天气等任务。

▲ 翼龙 2H 模型

它能够在强对流天气、结冰高原、海洋环境等极端天气下,完成各种复杂的参数采集和气象勘察任务。

由于它同时还具备良好的载荷携带能力,因此也可以携带增雨弹等影响天气的特殊弹药,在高空中边探测、边播撒,大幅提升了气象作业效率。

翼龙-10H 近海救援型无人机则是在无人侦察机的基础上,根据民用市场需求改制。

能够在快速处理近海突发险情、搜索营救支持、灾情监视评估等方面发挥重要作用。

▲ 翼龙 10 模型

机器人硬核救生、排水

除了翼龙无人机,还有其他智能装备也在这次救援中排上了用场。

比如这个可以救援的水面机器人“海豚 1 号”:

▲ 图源科技日报

遇到险情时,只需要把它抛到水面上,它就能在遥控下快速、精准航行至落水人员附近,将其拖拽回安全区。

它的承重达 150 公斤,同时拖拽 3 个成年人都没什么问题,最长遥控距离有 800 米。

其自重只有 13 公斤,可以随意抛投,航行速度达到 3 米/秒。

这样一来,救援人员无需下水就能完成营救,而且更加省时省力。

▲ 图源中新网

暴雨过后的城市恢复工作也同样重要。

排水就是其中的重要一项。

在石家庄街头,这个机器人水泵上街作业,快速排走大量路面积水,工作人员只需在一旁遥控操作即可。

▲ 图源青豆视频

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关键词:无人机翼龙

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