游積平，陸立凡，鄭凱，謝維斯，徐星健，沙文湛，林俊君

（1.廣東省人工影響天氣中心，廣東廣州 510640；2.廣東省氣象公共服務(wù)中心，廣東廣州 510640；3.陽(yáng)江市氣象局，廣東陽(yáng)江 529500）

飛機(jī)增雨是人工影響天氣業(yè)務(wù)工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，具有覆蓋面廣、見(jiàn)效快、機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，是我國(guó)開(kāi)展較為普遍的抗旱減災(zāi)措施之一，并在人工影響天氣工作中得到了廣泛應(yīng)用［1］。目前國(guó)內(nèi)各種先進(jìn)的大氣探測(cè)設(shè)備，在人工影響天氣外場(chǎng)作業(yè)尤其飛機(jī)增雨業(yè)務(wù)中得到了廣泛的應(yīng)用，增雨飛機(jī)與地面的互動(dòng)顯得越來(lái)越重要［2］。隨著國(guó)內(nèi)通信技術(shù)的高速發(fā)展，由目前的4G技術(shù)逐步走向5G技術(shù)。同時(shí)，無(wú)線(xiàn)數(shù)字電臺(tái)近年來(lái)興起的微波圖數(shù)一體電臺(tái)由于其頻率高（1.4 GHz），利用無(wú)線(xiàn)電通信的多進(jìn)多出、頻分復(fù)用調(diào)制以及自組網(wǎng)等技術(shù)傳輸大容量的數(shù)字信息［3］，為用戶(hù)提供技術(shù)含量更高、工作更方便和使用更靈活的基礎(chǔ)平臺(tái)。微信是一種更快速的即時(shí)通訊工具，微信可以使用文字、語(yǔ)音、圖片、拍照、移動(dòng)即時(shí)通信等多樣化功能，具有零資費(fèi)、跨平臺(tái)溝通的優(yōu)點(diǎn)［4］。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及，微信、微博等社交媒體已成為公眾氣象服務(wù)的重要渠道［5］。微信不但在個(gè)人的社交平臺(tái)中得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的日常工作和業(yè)務(wù)當(dāng)中，尤其在氣象行業(yè)的服務(wù)方面，微信平臺(tái)讓業(yè)務(wù)人員更好地開(kāi)展氣象服務(wù)提供了很多的便利和機(jī)遇。廣東省人工影響天氣中心在全省范圍內(nèi)已建立了人影業(yè)務(wù)工作微信群，極其方便業(yè)務(wù)部門(mén)及時(shí)了解廣東省各地市開(kāi)展地面火箭作業(yè)的業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)，因此，若能讓增雨飛機(jī)上的工作人員在飛行作業(yè)過(guò)程中通過(guò)微信群與地面人員進(jìn)行空地交流互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與省人影中心指揮人員以及全省各地市人影作業(yè)人員進(jìn)行語(yǔ)音、視頻、文件的上下傳輸和文字交流等功能，具有非常大的應(yīng)用價(jià)值。2019年9月廣東省人工影響天氣中心開(kāi)展了作業(yè)飛機(jī)空地通信測(cè)試，在國(guó)內(nèi)首次成功實(shí)現(xiàn)空地微信通信功能，為我國(guó)飛機(jī)增雨作業(yè)增加了一種新的空地通信交流方式具有重要的示范意義。

1 平臺(tái)搭建

使用深圳市華夏盛科技有限公司生產(chǎn)的MimoMesh／DDL（Wireless Digital Data Link）機(jī)載型網(wǎng)絡(luò)高清圖傳電臺(tái)作為作業(yè)飛機(jī)空地平臺(tái)的通信節(jié)點(diǎn)，其電臺(tái)功率為8 W、4根天線(xiàn)，具有接收靈敏度高、通訊距離長(zhǎng)以及高傳輸帶寬等特點(diǎn)，空地通視距離經(jīng)測(cè)試可以達(dá)100 km以上，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率最高可達(dá)100 Mbyt／s，完全能夠滿(mǎn)足飛機(jī)空地之間的音、視頻等雙向通信的需求。同時(shí)，DDL電臺(tái)有多種通信接口，包括串口和RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，其串口能與RS232、RS422或RS485等接口對(duì)接，RJ45網(wǎng)絡(luò)接口可以直接與有線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的交換機(jī)或路由器等通信設(shè)備相連，工作環(huán)境溫度在-40～85° C之間。為了讓在作業(yè)飛機(jī)上除筆記本電腦能上網(wǎng)外，同時(shí)也方便其它通信設(shè)備尤其作業(yè)人員的手機(jī)也能上網(wǎng)，業(yè)務(wù)人員在作業(yè)飛機(jī)增加了一臺(tái)TP-LINK 100 MMbyt的雙頻無(wú)線(xiàn)路由器并與網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)RJ45的網(wǎng)口相連接，由于該路由器支持無(wú)線(xiàn)wifi功能，且有5個(gè)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，作業(yè)飛機(jī)上所有電子設(shè)備可以通過(guò)路由器的無(wú)線(xiàn)wifi相連，電腦設(shè)備也可以直接與該路由器相連。實(shí)現(xiàn)作業(yè)飛機(jī)空地之間微信功能平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D見(jiàn)圖1。由于作業(yè)飛機(jī)電臺(tái)與地面電臺(tái)之間的傳輸距離受限，超過(guò)一定的距離其信號(hào)很弱，因此，本研究根據(jù)廣東省的地形以及電臺(tái)傳輸距離布設(shè)了6個(gè)地面中繼電臺(tái)，分別在粵東的梅州、河源、粵北的英德、珠三角的佛山南海以及粵西陽(yáng)春和吳川等地的氣象部門(mén)，相鄰兩個(gè)地面中繼電臺(tái)的之間距離大約在150～200 km之間，基本覆蓋了廣東省，滿(mǎn)足了飛機(jī)作業(yè)的空地通信業(yè)務(wù)需要。

圖1 空-地微信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D

地面上中繼網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口直接接入當(dāng)?shù)貧庀缶值木W(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。由于增雨飛機(jī)在全省開(kāi)展作業(yè)時(shí)經(jīng)過(guò)布設(shè)中繼電臺(tái)的吳川、陽(yáng)春、南海、河源、梅州和英德等氣象局的上空，不同的地市氣象局有不同的網(wǎng)段，作業(yè)飛機(jī)上的IP地址必須與地面中繼電臺(tái)所在氣象局的IP屬同一網(wǎng)段，否則即使飛機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)與地面中繼網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)能對(duì)接上也不能上網(wǎng)。因此，需要作業(yè)飛機(jī)上的無(wú)線(xiàn)路由器IP設(shè)為動(dòng)態(tài)IP，讓其自適應(yīng)地面中繼電臺(tái)所在地氣象局網(wǎng)段。當(dāng)作業(yè)飛機(jī)經(jīng)過(guò)另一個(gè)中繼電臺(tái)時(shí)，就會(huì)自動(dòng)調(diào)整為另一個(gè)IP地址的網(wǎng)段，這樣只要作業(yè)飛機(jī)在廣東省上空均能與地面聯(lián)接并能上氣象部門(mén)內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)。如果作業(yè)飛機(jī)上無(wú)線(xiàn)路由器沒(méi)有設(shè)為動(dòng)態(tài)IP，也可以由作業(yè)人員在增雨飛機(jī)設(shè)置固定IP，手動(dòng)改為中繼電臺(tái)所在氣象局網(wǎng)段的IP。

2 空地微信測(cè)試

2019年9月26日，廣東省人工影響天氣中心和陽(yáng)江市氣象局等工作人員在陽(yáng)江市三合機(jī)場(chǎng)聯(lián)合進(jìn)行了第一次空地之間微信通信的全面測(cè)試，也是全國(guó)人影將空地微信首次應(yīng)用于飛機(jī)增雨業(yè)務(wù)通信中。13：11（北京時(shí)，下同），編號(hào)為3832的運(yùn)十二飛機(jī)從陽(yáng)江市三合通用機(jī)場(chǎng)起飛，飛行目的主要測(cè)試陽(yáng)江、南海和英德等地面中繼電臺(tái)與空中運(yùn)十二飛機(jī)的微信聯(lián)絡(luò)。飛機(jī)途經(jīng)恩平、茂名、肇慶、江門(mén)、清遠(yuǎn)和韶關(guān)等地市上空，整個(gè)航程的飛行高度在3 800 m左右，飛行速度在260～280 km／h之間。14：42運(yùn)十二飛機(jī)到達(dá)韶關(guān)乳源縣和樂(lè)昌市交界處（E113.307°E、25.023°N）返回，此時(shí)的飛行高度3 798 m，飛行速度277 km／h，飛行航線(xiàn)見(jiàn)圖2。飛機(jī)于16：13降落陽(yáng)江三合機(jī)場(chǎng)，總飛行時(shí)間為3 h 2 min，總航程約725 km。當(dāng)飛機(jī)起飛后不久，與布設(shè)在陽(yáng)江雷達(dá)站的中繼電臺(tái)聯(lián)接上，并自動(dòng)給飛機(jī)上的無(wú)線(xiàn)路由器動(dòng)態(tài)分配了一個(gè)陽(yáng)江市氣象局的IP地址。在廣州的省預(yù)警中心通過(guò)微信與飛機(jī)工作人員聯(lián)系上，并進(jìn)行了空地之間的文字、視頻和語(yǔ)音通話(huà)等通信。當(dāng)飛機(jī)離陽(yáng)江市三合機(jī)場(chǎng)約110 km，由佛山南海的地面中繼電臺(tái)接上，飛機(jī)上的工作人員將無(wú)線(xiàn)路由器IP地址由動(dòng)態(tài)IP改為佛山南海的網(wǎng)段固定IP進(jìn)行了測(cè)試，能打開(kāi)廣東省氣象局的業(yè)務(wù)網(wǎng)并能用微信與地面進(jìn)行聯(lián)系，說(shuō)明在新一代的網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)組網(wǎng)的基礎(chǔ)上是可以實(shí)現(xiàn)全省空地微信的通信聯(lián)絡(luò)，但布置在英德市氣象局內(nèi)的地面中繼電臺(tái)由于周?chē)叽蠼ㄖ锏恼趽醵チ伺c飛機(jī)之間的連接。經(jīng)此測(cè)試后，人影中心于10月16日將布設(shè)在英德市氣象局內(nèi)的中繼電臺(tái)改為布設(shè)在地勢(shì)比較高且周?chē)容^空曠的英德地面氣象觀測(cè)場(chǎng)的業(yè)務(wù)樓頂。

圖2 3832運(yùn)十二飛機(jī)航線(xiàn)示意圖

3 結(jié)論

1）實(shí)現(xiàn)作業(yè)飛機(jī)工作人員與地面指揮人員的微信聯(lián)系，建立空地?zé)o線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)之間的對(duì)接，設(shè)置地面中繼電臺(tái)的地點(diǎn)要空曠、沒(méi)遮擋。

2）作業(yè)飛機(jī)上的無(wú)線(xiàn)路由器的IP地址改為地面中繼電臺(tái)所在地的氣象局網(wǎng)段地址才能進(jìn)行空地通信。

3）建立飛機(jī)作業(yè)空地微信群，有利于文字、視頻和語(yǔ)音等多種形式的通信，且不用專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)和建設(shè)空地通信軟件平臺(tái)。