海上船载卫星通信工程电磁环境影响评价特点浅析——以海南应急通信指挥试验船工程为例

文/ 黎丽华 陈凯 李小伟 张志华

一、引言

在沿海区域，传统的陆上通信工程（如无线通信基站工程）建设只能覆盖岛屿周边海域，覆盖范围固定，且具有投资大、建设难度高等特点，对于海上应急处置、远海渔业捕捞及渔政执法的通信难以保障。因此，为了有效提升远海覆盖能力，增强海域通信能力，建设海上船载通信系统是十分必要的[1]。由于海上船载通信系统在国内尚属首次，因此，其相应的电磁环境影响评价亦属首例，并无先行经验可借鉴。为此，本文通过海南通信指挥试验船工程的电磁环境影响评价的实际案例，总结了海上船载卫星通信工程在电磁环境影响评价范围、环境保护目标、环境现状调查与监测、污染防治措施等方面的特点，其中针对目前海上船载卫星通信工程电磁环境影响评价工作中实际遇到的一些问题提出了一些粗浅认识与建议供大家参考。

二、海上船载通信工程主要建设内容及运行方式

为满足海上指挥通信需求，船载指挥通信系统需要构建的软硬件包括船只、卫星通信设备、地面传输设备、监控管理设备及软件、视频监控设备、VoIP设备、2/3/4G移动通信设备及相关的电源设备等。

本文案例海南通信指挥试验船工程具体建设内容为：在现有船只上新建船载动中通卫星站，与陆地已有的固定站一起构建起连接船载系统与陆地通信网络、应急指挥中心之间的卫星链路。并在船上新部署电话调度系统、视频监控系统和监控管理系统等。此外，还需在现有船只上新建移动通信基站，可选用现有电信、联通、移动2/3/4G制式移动通信系统中的一种或几种。卫星天线安装在通信试验船上，停靠在码头时不使用，只有在海域上（无通信信号区域，离岸至少20km以外）才运行使用[1]。

三、海上船载卫星通信工程环境影响评价类型的确定

海上船载卫星通信工程主要在已有船只上安装卫星天线提供传输信道使用，不涉及土建工程，也不涉及固定无线通信台站的新建。根据《防治海洋工程建设项目污染损害海洋环境管理条例》以及《海洋工程环境影响评价技术导则（GB/T19485-2004）》，海上船载卫星通信工程不属于海洋工程建设项目。根据《建设项目环境保护分类管理名录》（环保部令第44号）中的“W核与辐射中的189条、卫星地球上行站规定：一站多台的编制环境影响报告书，一站单台的编制环境影响报告表”[2]，本项目为一站单台，需要编制环境影响报告表。

四、海上船载卫星通信工程电磁环境影响评价特点

（一）电磁环境影响评价范围的特点

1.卫星天线评价范围：海上船载卫星通信工程的卫星天线发射机功率为100kW；船载天线与卫星进行通信，为有方向性天线，天线指向卫星。

根据《辐射环境保护管理导则——电磁辐射环境影响评价方法与标准》（HJ/T 10.3-1996）[3]第3.1.2款规定，当发射机功率小于等于100kW时，评价范围为以天线中心、半径0.5km。此外，如果发射天线具有方向性，则只需评价天线辐射主瓣半功率角内0.5km的范围。

由于卫星天线安装在通信试验船上，其特点是停靠在码头时不使用，只有在海域上（无通信信号区域，离岸至少20km以外）才使用，且使用时为航行状态。因此，卫星天线电磁辐射评价范围为通信试验船使用时实际服务的海域范围，无固定而明确的范围。但在使用时的瞬时位置上，其评价范围仍为：以天线为中心，评价到天线辐射主瓣的半功率角内0.5km范围。

2.基站天线评价范围：基站天线为定向天线时，根据《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》（HJ972-2018）[4]第5.3条规定，优先在基站定向天线主瓣内、天线地面投影点为中心半径50m的空间内，选取有代表性的电磁环境敏感点进行布点监测。因此，海上船载卫星通信工程瞬时位置上基站定向天线评价范围为，以发射天线在船面上的投影点为中心，半径为50m，夹角为天线水平半功率角的扇形柱体空间。

综上，海上船载卫星通信工程环境影响评价范围的特点是：评价范围不是固定不变的，而是随着船只的航行而实时变动的，但在船只航行的瞬时位置上其评价范围是可以确定的。

（二）电磁环境保护目标的特点

与上述评价范围的特点一样，海上船载卫星通信工程环境保护目标也不是固定不变的，而是随着船只的航行而实时变动的。

根据海上船舶避碰规则，一般开阔水域两船相距为2海里（约3.7km），狭窄水域为0.5海里（约0.93km）[5]，该距离已超过海上船载卫星通信工程环境影响评价范围，即正常情况下通信试验船瞬时位置评价范围内无其他船只。因此，通信试验船上卫星天线、基站天线评价范围内的保护目标主要为船上的人员。

（三）海上电磁环境监测的特点

《辐射环境保护管理导则——电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）[6]规定，在测量某个区域的电磁环境时，可将待测区域划分为1×1km2或2×2km2的网格，在网格中心布点监测。实际监测时可根据情况在网格的非中心点处监测。

由于海上船载卫星通信工程为移动式卫星地球站和基站，主要应用于海洋上（距离海岸大于20km），活动范围广阔，运行范围内的海洋环境单一，运行时周边无固定环境敏感保护目标，而且环境影响评价单位或监测单位乘坐的船只一般较小，考虑安全问题，也无法深入远海区域进行监测。由此可见，海上船载卫星通信工程涉及的环境状况、监测条件与HJ/T10.2-1996中所规定的情况存在较大差异。因此，海上船载卫星通信工程的环境现状监测无法完全按《辐射环境保护管理导则——电磁辐射监测仪器和方法》HJ/T10.2-1996中的规定进行布点。

综合考虑上述环境特征及安全因素，并参考《辐射环境保护管理导则——电磁辐射监测仪器和方法》HJ/T10.2-1996中的布点原则后，最终确定本文案例海上船载卫星通信工程在离岸20km以外（无通信信号区域）约10×10km2的通信试验船拟活动海域范围内，选取了6个点位（2#～7#，近似于网格布点）进行海上电磁环境的现状监测，见图1。由于目前国家尚无海上移动式项目电磁环境监测的相关规范，因此建议类似项目的实际监测点布设位置和数量可根据项目实际情况调整。

（四）电磁污染防治措施的特点

针对通信试验船上卫星天线、基站天线的电磁污染防治，主要通过划定电磁环境达标区域及采取相关的管理手段来进行。

1.划定电磁环境达标区域

与其它陆上卫星地球站或陆上通信基站项目不同，海上船载卫星通信工程的电磁环境达标区域划定需要综合考虑卫星天线和基站天线的磁环境达标区域。

图1 电磁环境现状监测布点示意图

卫星天线的电磁波为管状波束，根据《卫星通信地球站设备维护手册》中管状波束外离轴功率密度的计算公式，以及项目的电磁环境管理目标限值，按最不利情况计算出卫星天线功率密度达到单个项目控制限值时的距离（r），即天线电磁环境达标控制距离（考虑级差0.05m），然后将船载卫星通信天线前方距离管状波束边缘达标控制距离外的区域划定为电磁环境达标区域。如本文案例海上船载卫星通信工程的最大电磁环境达标区域为卫星通信天线前方离开管状波束边缘6.05m外的区域。

根据《建设项目环境保护分类管理名录》（环保部令第44号），无线通讯只需填写环境影响等级表即可。但根据该名录第五条，复合型建设项目的环评类别需按其中单项的最高等级确定。因此，本文案例海上船载卫星通信工程中的基站环境影响评价按环境影响报告表要求进行。

同样，计算最不利情况下基站天线的电磁环境达标控制距离后，划定基站天线的电磁环境达标区域。由于本文案例海上船载卫星通信工程的基站天线均安装于船头、船侧边缘处，且天线主射方向朝向船体外的海域，因此通信试验船上的人员实际均处于基站天线的电磁环境达标区域内，符合环境保护要求。

图2 海南通信指挥试验船工程电磁环境达标控制区域示意图

如果卫星天线与基站天线的电磁环境达标控制区域出现重叠情况，则需要按叠加区域的最外缘来划定电磁环境达标控制区域。根据计算，本文案例海上船载卫星通信工程卫星天线与基站天线的电磁环境达标控制区域不发生重叠，其电磁环境达标控制区域示意图如图2所示。

2.相关管理措施

（1）建设单位和通信试验船运营单位应设置专门人员或者兼职人员负责通信试验船的环境保护管理工作，制定环境管理制度并组织实施，并应符合《地球站电磁环境保护要求》（GB13615-2009）、《电磁辐射环境保护管理办法》等相关规定。

（2）卫星天线基座周围一定水平、高度范围内电磁辐射强度较大，需加强对无关人员的管理和控制，防止其长时间在基座周围逗留；维修和工作人员因工作需要靠近卫星天线时，应采取辐射防护措施。

（3）对通信试验船环保工作人员、系统操作人员和维修人员进行岗前培训时，应包括电磁辐射基础知识及相关法律法规知识，并经考核合格后方能上岗。

（4）正确设置发射机设备各项参数，改进发射机屏蔽的效果，避免造成屏蔽体辐射泄漏。

（5）建设单位和通信试验船运营单位平时应定期检查船载卫星天线等设备的运行参数和性能，加强运行维护，防止馈线因老化、人为或其他原因造成破损而发生电磁辐射泄漏。

五、结束语

海上船载卫星通信工程在有效提升远海覆盖能力、增强海域通信保障水平方面具有十分重要的意义。本文仅通过国内首例海上船载卫星通信工程的电磁环境影响评价工作，概括了此类项目电磁环境影响评价与其它陆上或海上固定项目不同的一些特点，以期为此类项目的电磁环境影响评价工作的逐步完善提供一定的实践基础。