[文章]：VSAT 卫星在柳州市洪水预警预报系统中的应用

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广西柳州市洪水预警预报系统是柳江在柳州市以上的洪水自动测报系统，流域面积45413平方公里，全系统由1个中心、1个分中心、5个卫星中继站(其中4个为卫星中继热备份)、5个超短波中继站、32座地面雨量水位卫星遥测站、30座雨量水位超短波遥测站组成。同时由卫星转发麻石电厂已有的短波系统中的9个站点数据。系统配置计算机广域网和数据库，可与全区水情、防汛网联结。同时也可通过卫星和地面网络与水利部水利信息中心联网。

    柳州系统于1999年3月份设备基本安装完成，5月份以前处于系统调整阶段。从6月份试运行以来，柳州中心站每天接收几千个遥测数据，使柳州中心能适时收到上游暴雨洪水的整个变化过程，为防洪决策提供了充分依据。

阶段运行情况

    从今年6月10日试运行以来到7月12日为止，卫星设备全部工作正常，无任何故障。

    卫星遥测站每天至少自动送4份报文，每6小时固定发送一次，在大雨的情况下加报，有时加报超过40份报文。

    4个卫星中继站与超短波中继站同时转发超短波和短波遥测站的数据，每天每站至少转发上百个测站数据，在区域大雨的情况下，有时转发报文达上千个。

    7月9日～7月12日，柳州地区普降大雨，柳州水文站河道水位84米，超过警戒水位(81.5米)2.5米，整个系统工作正常，及时给出了洪水预报。7月11日卫星测站洛东日降雨量154毫米，卫星测站三岔日降雨量142毫米，卫星测站沙街降雨量116毫米，7月10日卫星测站勒黄日降雨量102毫米，7月9日卫星测站林洞日降雨量110毫米，在暴雨情况下，上述测站均工作正常，按时准确发回报文。

    在约一个月的时间内，几万份报文无一传输错误，数据误码率为零。

实际使用中的雨衰影响

    Ku波段雨衰影响一直是系统设计中关键的问题。由于雨衰主要与雨量大小、云层厚度、雨速等因素有关
系，所以较难定量分析。这里仅从使用的角度做定性分析。

    在大雨情况下，若雨量增量≥5毫米，且与上次发报时间间隔≥5分钟时，自动加报。检查报文原始数据，如果大雨期间长时间没有报文，或两次报文雨量增量大于20毫米以上，则可能是雨衰中断。通过分析测站的原始报文，估计出现雨衰中断时的雨强。

    实践表明：

    1．在柳州系统中，卫星遥测站在雨强每小时50～60毫米时，仍能正常发报。

    2．即使中间个别报文短时间内丢失，对系统几乎没有影响，因为雨量是累加的。

    3．卫星中继站设计时采用1.8米天线，所以抗雨衰能力较强。

    4．卫星中继站与超短波中继站同时转发非卫星遥测站的数据，互为备份，所以短时间雨衰对系统不影响。

总体保证措施

   考虑到Ku波段卫星信道的雨衰与系统可靠性的问题，该系统在设计中采取了以下措施：

    1．测站如果短时间内雨衰中断，几乎不影响系统性能，但会丢失数据，影响资料完整性，所以在测站增加了固态存储器。

    2．中继站数据量较大，采用超短波、卫星互为备份的方式。

    3．中心站采用柳州、河池数据备份，联网调用的方式。

    4．所有卫星中继站和中心站选用18米天线；在柳州系统中，约有20dB的雨衰余量。

    通过一个月来的系统运行试验证明，整个系统设计合理，自动化程度高，工作正常。个别雨衰问题基本不影响整个系统的性能。

    通过试验认识到，雨衰一般与云层厚度关系最大，当云层厚到使卫星通信暂时中断，出现雨衰现象时，VSAT站与网管中心的卫星链路仍然能保持很长时间，一旦云层出现空挡，通信马上就会完成，不需要人工干预。有时雨衰尽管丢失部分时段雨量报文，但软件能自动累积传感器输入的雨量，故降雨总量不会丢失。

   根据广西水电厅领导提出的先进性、实用性、可靠性、整体性、规范性、示范性、经济性这一指导思想，柳州市洪水预警预报系统在国内首先使用了卫星与超短波混合组网方案，收到了预期的效果。特别是在广西多山的情况下，使用卫星组网方案传输效率高、维护简便、价格合理，适合于水文系统使用。