应急通信高空基站300米系留无人机或成通信行业“专宠”

5G的愿景中，网络信号的覆盖面积需要有质的提升。众所周知，信号的覆盖面积以及通信质量决定于该地区通信基站的数量，这就是为什么4G理论上的速率要比3G快10倍，但在一些地区，4G信号就是没有2G好，其实最重要的原因是4G新增基站的数量不足。

为了尽快迎来5G时代，基础电信企业加快了移动网络建设和布局。截至2017年底，全国共新建基站600多万个，并且这个数字还在不断攀升。笔者本文就谈谈通信基站的作用，以及系留无人机作为高空基站在通信行业未来的发展方向。

基站即公用移动通信基站，是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。移动通信基站的建设是我国移动通信运营商 投资 的重要部分，移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。

说到底，基站是为了到哪里都能够有信号，能够拨打出电话、能够提供上网的前提和无线大数据传输。如遇泥石流、地震、山洪等自然灾害会对光缆传输线路产生一定的影响，进而导致移动通信基站停电或者停止工作，造成通信信号中断。

运营商在派出应急车时，程序非常繁琐。应急车启动是有明确的启动条件和预案的，且并非24小时待命的，应急车承载能力不同成本也不同，而对于非天灾的紧急活动，要经过事先的策划，估算网络承载、规模、活动时间、车辆摆放位置等等，同时再加上内部管理流程一系列繁琐程序，即使通过，能够快速，也并非易事。而且受限于地形因素，即使派出了应急车效果也不是很理想。所以行业中急需要一套更加成熟的解决方案。

目前，市面上可以常态化飞行和悬停高度在300米左右可搭载通信基站的系留无人机寥寥无几。要实现搭载基站用作应急通信的系留平台悬停300米，难点在哪？

升空高度的提升，视距扩大。

我们知道通讯通视距离公式：D=4.12*(sqrt(H1)+sqrt(H2))，其中D是通视距离（km），H1是飞机高度（m）即基站的高度，H2是通讯终端高度。可见，要想通讯距离远，就得把我基站升得更高。目前大多数应用是把基站放在车载的桅杆顶上。

下面是通视距离与升空高度的关系

300米----------80KM

200米----------67.5KM

100米-----------50KM

50米------------38.35KM

30米------------31.78KM

25米------------29.81KM

20米------------27.64KM

15米------------25.17KM

随着民用无线电领域的发展，诸如卫星通信、无线遥控、Wi-Fi、RFID等无线电技术得到了广泛的应用与发展，这使我国低空电磁环境日益复杂。不同的无线电设备之间或多或少存在互相的干扰，在这种环境下，应急通讯设备的通讯距离受到了很大的影响。低空电磁环境底噪较高，电磁干扰对基站性能就越大影响。300米高空的电磁环境底噪明显降低，基站的通讯距离也可由较大的提升。

在应急通讯领域，城市的楼宇或丘陵等地形会对通讯信号有明显的遮挡，造成通讯中断。我国城市楼宇的高度基本在100米以下；平原或丘陵地带，地形的相对高度均小于200米。所以300米系留无人机可以将楼宇或地形的遮挡对通讯的影响降到最低。

既然系留300米的平台有如此重要的意义？为何市场上少见？

主要是因为300米升空高度对系留无人机的技术提出了更大的挑战。

1）目前系留无人机的系留缆绳重量要控制在在每百米2公斤左右，300米系留缆绳的重量要在不到5公斤，这对系留无人机的起飞重量提出了很高的要求。

2）系留无人机依靠地面供电，地面高压直流电通过系留电缆输送到机载端，系留缆绳越长，电缆上的功耗越大，线缆两端的压降也越大。所以300米的系留无人机的供电系统技术难度较大。

3）300米高空的气流环境更加的复杂，需要无人机由更强的抗风能力。同时系留缆绳对无人机也产生了很大的干扰，对无人机平台的稳定性也提出了更高的要求。

据行业权威人士报道真正能做到实现300米高空常态飞行的系留无人机是（北京）一家叫卓翼智能的 科技 公司，不仅实现了关键技术的突破也弥补了国内的一项技术空白，技术水平已经达到或超过国际标准：

1）卓翼智能系留无人机国内首家实现300米高空系留飞行的厂家；

2）该技术采用1000V以上超高压供电技术，同等功率条件下，可采用更细的综合系留线缆，有效降低了线缆的重量。

3）采用1000V以上超高压供电技术，同等功率条件下，系留线缆通过的电流有效降低最佳，线缆上的功耗及线缆压降也大大降低。提升了系留线缆的重量。

4）突破了1000V超高压机载电源变压技术，卓翼公司的机载电源模组具有效率高、体积小、重量轻等优势。

5）动力系统采用更高效螺旋桨和盘式无刷直流电机，有效的体积下可承载更大的起飞重量。

6）采用卓翼智能公司自己具有自主知识产权的飞控平台，针对300米高空的抗风性和系留缆绳的干扰，进一步优化的控制算法，无人机平台的捆绑性和抗干扰性进一步增强。

7）针对应急通讯领域的需求，优化了飞机平台和机载电源模组的电磁兼容特性，减少了飞机航电设备对基站等通讯载荷设备的电磁干扰，可适应30M~2.4G多个频段的通讯设备。

据行业资料显示作为工业级无人机的领军企业，该公司（北京卓翼智能）在过去的2017年不仅仅在移动、电信和国防军工取得了骄人业绩，同时在救灾抢险、边界巡视、基地安全、景区监测、地质勘测、野外作业、森林防火、应急通信、公安反恐、交通监管、新闻直播、工程监控、环境监测、影视拍摄、科学研究等多个广阔领域获得了一致好评，与这家公司合作的是华为和移动两个大佬。据说已经获得上千万的资本融资。