寬帶通信系統(tǒng)成功實現(xiàn)返回艙搜救指揮全程可視化

融合網(wǎng)丨DWRH.net專稿  2012年6月29日，搭載著景海鵬、劉旺、劉洋三位航天員的神舟九號飛船在經(jīng)過13天的太空之旅后順利返回地面，上海交通大學、數(shù)字電視國家工程研究中心研究設(shè)計的寬帶超短波通信系統(tǒng)作為主通道與相關(guān)單位共同圓滿完成神舟飛船返回艙著陸場搜救指揮通信保障任務。這是繼神六、神七、神八之后，上海交大數(shù)字電視團隊研發(fā)的無線圖像傳輸技術(shù)第四次成功應用于神舟飛船返回艙地空搜救行動。

29日上午10時左右，神舟九號飛船順利飛出黑障區(qū)，位于內(nèi)蒙古四子王旗境內(nèi)的光學望遠鏡首先發(fā)現(xiàn)了飛船并將信息傳回北京飛控中心，接到中心指令后，在主著陸場待命的指揮直升機和通信直升機群迅速飛向指定空域盤旋待命，機上的寬帶超短波通信系統(tǒng)啟動，視頻采集、指揮調(diào)度指令、熱線電話和延伸電話同時開啟。直升機群發(fā)現(xiàn)目標后，機上的攝像機立刻捕捉到了神九返回艙畫面，清晰、穩(wěn)定的圖像通過寬帶超短波通信系統(tǒng)傳到了北京飛控中心。待返回艙順利落地后，指揮直升機飛向目標并在附近降落，攜帶超短波背負臺的搜救通信員迅速奔向載有3名航天英雄的返回艙。在此過程中，在空中盤旋的通信直升機也牢牢鎖定了返回艙。把不同角度、多方位的航拍畫面和數(shù)據(jù)從內(nèi)蒙古著陸現(xiàn)場實時傳到了北京飛控中心，第一時間為位于中心的領(lǐng)導和專家提供豐富的飛船返回艙現(xiàn)場信息。此后，到達現(xiàn)場的中央電視臺的實時報道也通過寬帶超短波通信系統(tǒng)傳到了北京，傳至千家萬戶。寬帶超短波通信系統(tǒng)工作穩(wěn)定，信號清晰，大家在中央電視臺看到的降落傘緩緩下降，返回艙落地和航天員出艙的圖像都是有交大的設(shè)備傳到北京的，總裝信息化局的領(lǐng)導第一時間向交大表示祝賀。

上海交通大學數(shù)字電視團隊從2005年開始就參與了神舟飛船返回艙著陸場搜救指揮通信保障工作的研究，并順利完成了神舟六號、神舟七號返回艙著陸場搜救指揮通信保障任務。2011年，載人航天工程進一步提出了著陸場返回艙搜救任務全鏈路指揮信息“全程可視化”的需求，上海交通大學、數(shù)字電視國家工程研究中心團隊在數(shù)字電視地面廣播核心技術(shù)的基礎(chǔ)上，融合了新型通信組網(wǎng)技術(shù)，研發(fā)了主著陸場寬帶超短波通信系統(tǒng)，這套系統(tǒng)由通信直升機中心站設(shè)備、指揮直升機機載設(shè)備、光學點車載設(shè)備、搜救通信員便攜背負臺組成。在執(zhí)行返回艙搜救任務時，通信直升機把航拍圖像和指揮調(diào)度指令、熱線電話、延伸電話和搜救數(shù)據(jù)通過機載超短波設(shè)備傳至光學點車載超短波設(shè)備，再將上述信息經(jīng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)至北京飛控中心，實現(xiàn)了前后方實時的視頻、語音、數(shù)據(jù)交換，有效保障了指揮員的決策指揮。

在新系統(tǒng)順利完成神八任務后，交大數(shù)字電視團隊立即馬不停蹄地投入到神九任務的技術(shù)攻關(guān)中。由于“神舟九號”飛船搭載了三名航天員，因此總裝司令部對搜救系統(tǒng)的搜救范圍和搜救速度都提出了更高的要求。為了快速完成搜救任務，確保航天員的安全與健康，交大數(shù)字電視團隊不畏艱難，刻苦攻關(guān)，在短短4個月內(nèi)，完成了數(shù)十次實驗室測試，并且于2012年5月就奔赴內(nèi)蒙古四子王旗開始外場測試和實戰(zhàn)演練。通過反復地實驗和測試，團隊改進了網(wǎng)絡接入算法，提出并實現(xiàn)了節(jié)點拓撲鏈路裕量聯(lián)合優(yōu)化算法，使得系統(tǒng)的啟動時間大幅縮短，多組搜救分隊在幾秒內(nèi)即能完成聯(lián)網(wǎng)，協(xié)同開展搜救任務。同時，搜救分隊的搜救半徑也由原來的5公里擴大到30公里，大大提升了搜救范圍。并且還全面優(yōu)化了系統(tǒng)的抗干擾能力，保障系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的通信可靠性，確保“全程可視化”。

上海交通大學的無線圖像傳輸技術(shù)成功保障了從神舟六號到神舟九號的返回艙搜救指揮任務，并作為著陸場核心搜救通信手段將繼續(xù)服務于更多的后續(xù)任務；同時，其完整成熟的通信架構(gòu)、穩(wěn)定可靠的通信機制、靈活多樣化的業(yè)務模式，必將有效的推動基于機載的空空/空地寬帶機動通信的技術(shù)發(fā)展，并進一步實現(xiàn)向軍事通信、對地勘測、航空探查、空中安保、森林消防等立體通信應用領(lǐng)域的縱深拓展，為我國的特種通信事業(yè)作出貢獻。