Loon 可以說是一個非常簡單粗暴的項目，起初，項目開發(fā)人員將路由器（信號中繼設備）掛在氣象氣球上，讓它飛到 10 公里高，然后再看看有沒有信號。

經過不斷的演進，氦氣球有了可充封結構，和模塊化的鋁制負載，以及太陽能電池、燃料電池和一些電子元件，使其能夠在溫差變化、高強紫外輻射的條件下保持長時間飛行，并利用算法指揮動力、熱力系統(tǒng)，改變氣球位置進而調節(jié)氣球群的布居。據悉，Loon 項目已經在新西蘭、斯里蘭卡、澳大利亞、印尼等地進行飛行試驗。

臉書 Aquila：波音 737 那么大的展翼

2014 年，臉書收購英國航空公司 Ascenta，為無人機制造以及激光通信做足準備工作。隨后，扎克伯格宣布天鷹計劃，即以無人機為載體，利用激光通信，實現全球三分之二的無線覆蓋率。

據悉，Aquila 計劃由氦氣球提升至氣候環(huán)境穩(wěn)定的平流層，白天飛行于 9 萬英尺，規(guī)避商業(yè)飛機航線，吸收和貯存太陽能，晚上則飛行于 6 萬英尺，目標續(xù)航時間為一次 90 天。Aquila 將沿著半徑約為 3 公里的圓形空中區(qū)域飛行，Facebook 加州實驗室工程師希望它的激光信號能覆蓋半徑約 50 公里的地面區(qū)域。

根據最近媒體披露的 Aquila 第二次試飛：高度從第一次的 655 米上升到了約 914 米，時間上延長了 10 分鐘，達 1 小時 46 分鐘。

低軌道衛(wèi)星群方面，去年 11 月，SpaceX 向 FCC 請求，利用可重復使用的獵鷹 9 號火箭發(fā)射 4425 顆衛(wèi)星為全球提供高速互聯網，但由于計劃的衛(wèi)星數過多 FCC 便是方案仍需審查。相反，初創(chuàng)公司 OneWeb 獲得了高通、維珍、軟銀的支持，計劃到 2019 年發(fā)射 720 顆低軌道衛(wèi)星，并被 FCC 允許進入美國市場。

以上通信平臺在實際推廣中往往有些困難，主要因為：

1、載荷能力較強，飛行高度高、距離遠，滯空工作時間相對較長。

2、體積大、地面保障系統(tǒng)復雜、維護保養(yǎng)復雜、維護成本高、訓練保障要求高 ;

3、發(fā)射回收條件要求高，需要專門的起降場地;

4、靈活性不足從而導致整體滯空時間短;

5、需協(xié)調飛行空域 。

系留式無人機：全天候超靈活

從需求來看，國內基站建設相對比較完善，但由于幅員遼闊，地理、氣候條件復雜，是全球遭受自然災害最嚴重的國家之一。自然災害導致的光纖、基站受損可使通訊中斷，影響救災組織、指揮調度、人員搜救、次生災害預防等進程。

應急衛(wèi)星通信系統(tǒng)（國際海事衛(wèi)星）因搶險現場的搶險單位和人員通信過多而負荷過重不能保證實時通信;北斗衛(wèi)星系統(tǒng)現階段還只能提供通信簡 i 吾服務。許多搶險隊伍因無搶險應急通信系統(tǒng)支持 ， 使得搶險現場的信息不能實時送至搶險現場指揮部和后方應急中心。搶險隊伍在進入災區(qū)核心區(qū)域和進入后的工作過程中， 與搶險現場指揮部和后方應急中心基本處于通信失聯狀態(tài)。

常見的應急通信系統(tǒng)是應急通信車，但當遭遇道路損毀、塌方使其局限了其使用。再加上近兩三年 ，隨著直流無刷電機 、高能鋰聚合物 、多旋翼協(xié)同控制等關鍵技術的突破 ，微小型多旋翼無人機日漸成熟。于是，便攜式通訊基站，也即是基于系留式無人機實現的空中應急基站成為一種重要的解決方案。

一般的多旋翼無人機僅能飛行 30 分鐘至 1 個小時 ，系留多旋翼無人機可以實現連續(xù)不間斷飛行 。與此同時，由于天線高度可隨無人機飛行高度升高，覆蓋角度可隨無人機旋轉方向調整，能更加有效地實現大面積信號覆蓋。

2009 年，德國研究人員們初步測試了可提供 Wi-Fi 網絡信號的無人機。美國運營商 AT&T（Flying COW）、Verizon 和高通均已測試過基于無人機的機載 LTE 網絡基站，此外還有日本電信運營商 KDDI 的雄蜂基站、英國 EE 的 LIVE。

最近，北德克薩斯大學的無人機基站也進行了野外實地測試，據稱將系統(tǒng)傳輸功率上調到 10W 時，覆蓋范圍可以拓展到整個丹頓市。

系留式無人機應急通信高空基站具備三大特點：

1、續(xù)航時間長：采用光電復合纜，為無人機和 RRU 供電，續(xù)航時間可達 8 小時，較傳統(tǒng)無人機基站續(xù)航時間提升 31 倍。

2、靈活性強：由小型越野車搭載無人機通信系統(tǒng)，可快速到達通信中斷現場，滿足保障需求。

3、可擴展性強：根據應急通信的不同場景，可靈活配置全向或定向天線，選擇分組化微波或無線環(huán)網傳輸設備，安裝模塊化、飛控半自動化，普通人員短期培訓即可上崗。

除了應自然災害下的應急通訊通道需求，系留式無人機還被應用于監(jiān)視和偵察，如 CTTSO 出資支持的美國航空環(huán)境公司（AeroVironment）的無人機系統(tǒng) Tether Eye，以色列用于邊界監(jiān)視、新聞采訪的小型無人機產品 HoverLite，CyPhy 公司與美軍合作的全景攝像袖珍系留無人機 Pocket Flyer……

國內方案：華為+移動+創(chuàng)企

國內系留式無人機的發(fā)展主力目前是中國移動，相關應用已經出現在洪澇、臺風、塌方、地震等災害中，并在邊界巡視、基地安全、景區(qū)監(jiān)測、地質勘測、野外作業(yè)、森林防火、應急通信、公安反恐、交通監(jiān)管、新聞采訪、工程監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、影視拍攝、科學研究、國防軍工等領域有一些前景。

中國移動的系留式無人機背后還有華為（提供 4G 基站）和一家創(chuàng)企（卓翼智能科技有限公司）的影子。與兩位大佬合作的這家創(chuàng)企，團隊來自北航、清華、浙大等高校，有多名北航的教授、副教授擔任公司技術顧問，據稱已經獲投數千萬元。

有報道顯示，借助該高空基站迅速建立的應急通信系統(tǒng)，無人機可為方圓 5 平方公里區(qū)域持續(xù)提供 8 小時的穩(wěn)定信號（一說駐空高度 800 米時，覆蓋可達 20 公里），站點部署可在 2 小時內完成（但本次地震中基站團隊 10 日下午到達九寨溝，11 日上午完成站點開通。實際運用中還有很多具體問題需要解決），平均下載速率為 36.4Mbps，上傳速率為 5.47Mbps，平均語音 MOS 值為 3.4，可同時為近千個手機用戶提供即時通信服務，保障救援工作順利進行。

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