2021年7月20日河南暴雨洪涝灾害中，一架搭载中国移动应急通信系统的无人机“惊艳亮相”在公众面前，它的出现瞬间恢复了巩义市米河镇断电断网的通信网络。
7月21日晚，米河镇居民手机收到了这样的短信：
“米河镇各位村民，因强降雨致使通讯中断，应急管理部已紧急调派翼龙无人机到你们镇临时恢复中国移动公网通信。由于翼龙无人机的飞行时间限制，公网只能在五个小时后才能恢复。请各位村民尽快告知情况并与家人取得联系。祝你们平安！”
此次应急救援的背后，是两款“中国制造”的强强联合：中国航空工业的翼龙二号无人机搭载了中国移动基于大型固定翼无人机翼龙平台的应急移动通信系统。
当日，无人机从贵州起飞，经过4.5小时最终抵达弥河镇上空。利用翼龙无人机空中应急通信平台搭载的移动公网基站，在约50平方公里范围内实现了长时间、稳定、持续的移动信号覆盖，为重灾区救灾工作做出了不可替代的贡献，打通了灾区通往外界的生命通道。
看到这个消息后，中国移动（成都）产业研究院的年轻人兴奋不已，纷纷在朋友圈自豪转发：“我们造出来了！”看到这群平均年龄刚过30岁的年轻人如此激动，中国移动5G无人机通信系统首席设计师、中国移动（成都）产业研究院副院长苏宇也十分欣慰。经过三年多在“无人区”的艰苦探索、数百次往返实验室，他和这群年轻人的辛勤付出终于有了回报。
同样激动的还有来自中航工业翼龙飞行队的年轻人，这是翼龙飞行器首次投入实战应急救援。
其实，两家企业早在三年前就开始了合作。在应急管理部的指导下，中移（成都）产业研究院与中航工业（成都）无人机系统有限公司开始合作，针对大型灾害现场断路、断电、断网的极端情况，从灾害现场急需建立通信网络、观测灾害现场的实际情况出发，通过翼龙无人机在特定区域上空盘旋、移动通信网络信号覆盖地面的方式，尝试解决此次应急救援中的通信难题。两家企业将无线移动通信手段与无人机、卫星通信系统、应急指挥系统进行融合创新，为大型灾害现场应急通信、实时观测、现场指挥提供了新的示范应用。
其实，这一创新的种子早在2008年汶川地震时就已种下。当时，受灾最严重地区因停电、断电、断网等原因，与外界完全隔绝。为了迅速恢复震中与外界的联系，15名解放军战士携带无线电设备，在天气状况不明、地面条件不确定、导航不灵敏等情况下，冒着生命危险，在灾区上空进行盲跳。
“这次事件对我们这些从事飞机、通讯、应急工作的人影响很大。”航空工业翼龙系列总设计师、中航工业（成都）无人机系统有限公司总设计师李毅东说，当时很多人都在设想，能不能用长航时、长航程的无人机来观测灾区，建立通讯网络。但由于当时无人机和通讯技术的限制，这个想法一直没能实现。直到这几年国内5G通讯和无人机技术逐渐成熟，这个想法才最终得以实现。
经过三年的科研攻关和技术突破，2021年伊始，两家公司联合打造的5G无人机应急移动通信系统研制成功，并在2021年河南暴雨等应急事件中发挥了作用。
据苏宇介绍，5G无人机通信系统有四大核心技术突破。
第一是，如何让无人机在空中盘旋，实现地面尽可能大的连续信号覆盖范围。“这在世界上是没有过的。”经过无数次的试验和计算，中国移动研发团队最终通过自主研发的空地连续覆盖算法，实现了50平方公里的信号连续覆盖面积。该技术已获得国家发明专利，目前正在申请国际专利。
第二是如何让空中的通信信道覆盖地面用户，让地面人员能够持续稳定地接收到信号。要按照我们的要求，把无线电信号从四五千米的高空传到地面，空中必须要有无线通信信道。这需要利用数学工具来描述空间通信信道的特征参数，制定规则，进行空中建模。“世界上还没有人把移动通信设备装在无人机上，向下提供网络信号服务，我们是第一个。”
三是自主研发了中国移动凌云无人机管控平台，将灾区图像实时传输到后端指挥中心，供指挥部决策。
第四，多普勒效应抑制技术。当无人机在4000至5000米的高空飞行，时速达到400公里时，移动通信中电磁波的频率很可能会发生偏移，导致手机出现噪音，通讯不畅。这个技术障碍又称为多普勒效应。如何克服呢？中国移动研发团队利用5G技术大带宽、高速率、低时延的特点，为无人机通信和控制建立了数据链路，有效抑制了多普勒效应。
事实上，此次无人机救援行动也遭遇了不少困难。“比如，无人机在暴雨灾区上空遭遇了极端天气状况，暴雨、强风、乱流、冰雹、雷电等对无人机的安全飞行构成威胁。无人机返航后，救援队发现机翼前缘的油漆层已被冰雹打掉。由于翼龙无人机的设计标准较高，这些极端状况并未对无人机造成较大威胁，翼龙无人机经受住了考验。”李毅东介绍。
回顾三年多的国内创业历程，苏宇感触颇深。他表示，科研需要冷静、沉着、耐心，才能出成果。要加强顶层体系建设和体制机制创新，倡导工程师文化，中国制造才有未来。同时也要推动产业融合创新、学科交叉创新。“如果没有和中航工业合作整合航空技术与通信专业，我们在‘7·20’郑州救援中也不会发挥出不可替代的作用。”
中国青年报、中青网记者王琳、陈凤丽 来源：中国青年报
版本 T03，2022 年 1 月 6 日
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