航天给防汛“搭把手”？“天眼”万里驰援，无人“救星”临空！

近期，受强降雨、台风等极端天气影响，我国多地出现汛情。面对相当严峻的防汛抗洪形势，我国不断壮大的航天力量可以做出哪些贡献？背后又体现了哪些航天技术原理呢？

“天眼”万里驰援

2018年，我国正式组建应急管理部，下属国家减灾中心专门负责为防灾减灾、抢险救援行动提供各种技术支持，包括日益受到重用的卫星遥感。随着卫星遥感水平不断提升，有关部门可以及时监测采集重要数据，在灾害尚未大规模爆发、安全隐患浮现之际，发出预警，最大程度地保障人民群众的生命、财产安全。

我国遥感卫星及时提供灾区影像

比如，2020年夏季汛期，“高分三号”作为我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达卫星，全天候对鄱阳湖区域洪涝灾害进行监测和分析。通过分析该卫星拍摄的影像，地面人员能够及时了解到鄱阳湖水体面积扩张速度和状态。在经过影像研判、数据汇总后，地面人员充分掌握了受灾区域情况，从而更有针对性地统筹各方应急救援力量，高效开展救灾、减灾工作。

此外，卫星遥感技术还能帮助地面人员大范围监测影像和搜集地面信息，确定高风险圩堤位置，加快排险进度。万一出现溃堤等险情，遥感卫星能够对溃堤位置、程度及影响范围进行动态监测，帮助统计受灾情况，为应急力量调配提供帮助。洪灾过后，地面人员仍要继续利用卫星遥感技术详细监测，进一步核查基层受灾信息。在今年湖南多地类似灾害抢险中，在四川雅康高速公路部分路段因山洪暴发而引发车辆坠落、人员失联的事故中，遥感卫星第一时间提供了高清图像和关键数据，助力搜救工作。

随着国产遥感卫星的技术水平越来越高、部署组网越来越完善，相关力量已驰援海外，帮助周边国家和地区监测、预警重大自然灾害。而卫星遥感技术发挥奇效，与北斗卫星导航系统的鼎力支持是分不开的。

据公开资料显示，我国传统的水情测报手段方式较为单一，主要采用接触式水情测报方式来监测水位、流量，对于强降雨形成的突发山洪以及水位、流量关系曲线资料有限的河道均缺乏及时测报能力。而且，测报站点分布不均匀，在网络通信状况较差的偏远地区难免发生信息延迟，有可能造成严重后果。

为了满足国家安全、社会经济发展等需求，我国自主研制了北斗全球卫星导航系统。北斗系统不仅无缝覆盖了我国全部国土面积及周边海域，还能为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，其他增值服务同样为全国防汛减灾工作做出了重大贡献。

例如，北斗系统的高精度定位功能在库坝安全监测领域发挥了显著作用。该系统先利用北斗基准站、北斗监测站渗流计、渗压计等传感器实时采集数据，然后利用网络将监测数据传输至水库监控中心汇总整理，实现对水库断面的渗压、渗流、位移沉降等状态的全天候监测。

相应地，高精度定位技术也能应用于其他地质灾害监测预警。2020年，湖南省石门县在雷家山地质灾害隐患点安装了北斗卫星高精度地灾监测预警系统，通过11个监测点实时监测各种地质、水文信息。该系统曾连续多次发出地质灾害橙色预警，助力周边村民迅速转移，成功躲避大规模山体滑坡险情。

通信“临危受命”

在江河、湖泊、水库、渠道、地下水等水体建设水文遥测站后，雨量计、水位计、流速计等传感器可以自动采集雨量、水位、流速等信息，将数据实时自动上报监测中心，前提是通信顺畅。

水文数据传输常用的通信信道较多，但要求该区域覆盖着稳定的通信网络。而北斗卫星导航系统可以在地面通信网络欠佳之处充当水文遥测站的备用应急通信信道。此外，北斗短报文通信服务在我国及周边地区的单次通信能力最高达1000个汉字，全球达40个汉字，基本上满足水文测报领域需求。

比如，2020年夏季汛期，安徽省安庆市石牌水文站的自动测报系统主用信道一度出现异常，导致水位信息传输中断，依靠北斗系统“接力”，保障水情信息及时上传。

不过，如果台风引发严重洪涝、地质灾害，一些地区的通信系统很可能不稳定或中断。此时，便携式卫星基站就会“临危受命”，尽快协助救援人员搭建起“生命线”。

便携式卫星基站在防汛救灾中发挥了关键作用

当前，我国通信工程师抢险使用的便携式卫星基站整体质量仅有13.5公斤，折叠后可以放进背包内。经过简单操作，通信工程师就能轻松地架起自动对星的基站。这种卫星基站一般自备大容量电池，具有WiFi功能，可以在3分钟内恢复连接移动网络，还能支持30多人同时通话，并提供持续2.5小时的紧急网络保障，特别适用于断路、断网、断电等极端条件下的应急通信场合。

随着天通卫星应用普及，直连手机通话功能同样大放异彩，为沟通协调抢险善后工作、稳定灾区群众情绪起到了重要作用。

无论是卫星基站，还是卫星电话，都需要硬件保障，这就是高通量卫星“大显身手”的机会。相比传统卫星，高通量卫星的信号强度、通信速率更优，不仅支持基本通话，还能够有效保障现场人员视频交流和互联网接入。

无人“救星”临空

卫星支持抢险救灾毕竟受到重访周期、大气干扰等影响，在范围较小、时效性要求更高的抢险救援任务中，无人机往往会发挥更大的作用。我国曾出动搭载高通量卫星网络相控阵终端的无人直升机，在80平方公里的范围实现了连续6小时5G信号覆盖，同时为2400名用户提供网络服务。

事实上，我国航天单位研制的无人机技术先进、种类繁多，具备机动灵活、反应迅速、操作便捷、功能多样等鲜明特征，广泛用于各种复杂救援任务中。除了支持网络通信外，无人机在灾情侦测领域也发挥了重要作用。

无人机执行应急测绘任务

过去，洪涝灾害发生后，救援人员更多依赖出动时机、通过性均限制较多的有人驾驶飞机和快艇。如今，无人机可以搭载侦测系统，更高效、更频繁地出动，在抢险救灾一线收获宝贵信息。更重要的是，无人机使用成本相对较低，便携易用，救援人员可以同时放飞多架或长时间持续“借力”放飞无人机，利用可见光、红外等侦测载荷，拍摄灾区实时视频资料，采集三维建模图数据，提供精细化三维模型，迅速回传至救灾指挥部，为制定科学合理的救灾方案提供有效的技术保障。

受洪水影响，部分被困群众无法立即撤离。此时，无人机能够充分发挥灵活机动优势，及时投送生活物资和救援设备。比如，当洪水冲断桥梁、阻隔两岸通信时，救援人员可以利用无人机将牵引绳投送到对岸，辅助架设横渡系统，建立生命物资运输通道。经过特殊改装的应急救援无人机利用全自动定位系统，只需操作人员输入投放点坐标、环境地图等，就能自动执行投放任务。

在山区洪涝泥石流灾害中，无人机可以发挥抗风能力强、稳定性出色、噪声低等优势，为安置点提供应急照明等服务，只需搭载大功率灯源，与地面连接电线，就能几乎“无限续航”，成为“夜空中最亮的星”，帮助安置群众。

此外，无人机在救援辅助、搜救辅助、应急测绘等领域均实现了广泛应用，可以说全方位对防汛救灾提供了技术支持。

事实上，在我国洪涝灾害救援行动中，多种类卫星、移动通信设施、无人机等航天技术产品已实现了协同配合，优势互补。随着航天产品性能不断提高、应用更加广泛，相信我国救灾减灾行动会更加高效便利，进一步降低人民群众的生命、财产损失。

（作者：林胤之 图片来源：中国资源卫星应用中心、中国联通知乎号、航天彩虹无人机股份有限公司 把关专家：中国空间技术研究院总体部研究员 贾阳）