极端环境下，电波如何穿越山海？重邮团队攻克极地远程通信难题

当卫星信号在地球两极衰减中断，远洋冰原上通信陷入失联困境，我们如何传递信息？重庆邮电大学超视距可信信息传输研究所所长李国军带领团队给出解决方案：依托大气空间电离层、电流层实现超视距通信。

10月16日，2025年度重庆市科学技术奖揭晓，由李国军牵头完成的“极地远海卫星拒止极端环境超视距通信关键技术与应用”项目，获得重庆市技术发明奖一等奖。

团队历经10余年持续攻坚，建成了国内首套覆盖极地主要区域的大气空间超视距链路传输科学实证平台，为极地远程通信提供了关键支撑。

▲2026年9月30日，重庆邮电大学超视距可信信息传输研究所，李国军（右二）正在指导学生做实验。首席记者 龙帆 摄

起步面临三道坎

极地在航道利用、资源开发等方面具有重要战略价值。但对我国而言，极地距离遥远，加上极光等极地复杂空间环境效应制约，卫星通信覆盖能力受限。

李国军介绍，极地远海卫星拒止极端环境，就是在极地或远海这类区域，缺少地面通信基站，卫星通信信号衰减、畸变甚至失效，通信可靠性大幅下降的极端场景。

以大气空间电离层、对流层为传播媒介的超视距通信，是陆、海、空远程平台机动通信的基本手段，在卫星“靠不住”等极端复杂环境下，甚至是唯一手段。

他解释，简单来说，这就是利用电离层、对流层对无线电波进行反射、散射，让电波跨越地平线，突破地形与视距限制，实现远距离信息传输。

不过，在极地远海环境下开展稳定的超视距通信，也是全球通信领域公认的技术难题。项目刚起步，团队就面临三道坎：

其一，没有成熟模型可参考。通信研究的基础，是建立描述信号变化规律的信道模型，有了模型才能开展设备设计与仿真验证。我国极地通信链路具有远距离、跨纬度特性，目前尚未有成熟模型可供直接借鉴。

其二，没有基础数据可用。要构建模型，就必须有丰富的测量数据。但是，面向极地的电离层超视距链路传输，全世界尚未有公开的测量数据，适用于极地信道的测量设备与测量平台也十分缺乏。

因此，他们只能先自己搭建模型、研制设备，奔赴实地采集数据，再用测量数据修正模型，长年累月循环迭代。

其三，跨学科创新团队组建难度大。极地超视距通信主要受限于极区复杂空间天气环境，需要“空间天气—电波传播—信息通信”多学科深度融合。而现有研究力量主要是来自电波传播与链路传输领域，学科专业不完整，复合型科研人才十分稀缺。

是科研人员，也是“泥水匠、钢筋工、焊工”

过去10余年，在多项国家重大科技专项支持下，团队累计投入数千万元，持续向“三道坎”发起冲击，在国内外布局了20余个观测台站，其中包括搭建起国内首套覆盖极地主要区域的大气空间超视距链路传输科学实证平台。

野外建立台站的过程充满艰辛。戈壁荒滩难以雇到施工人员，科研人员便亲自上阵，化身泥水匠、钢筋工、焊工，挖坑、浇筑基座、焊接设备底座。重达200多公斤的重型设备难以转运，科研人员徒步数公里，只能求助当地牧民协同搬运。戈壁紫外线格外强烈，一场野外作业结束，科研人员的皮肤大面积晒伤脱皮，碰水都会产生刺痛感。而在南极，极寒、盐雾、冻雨环境，对设备和人的考验更是远超想象。

“什么都得会，什么都得干。”李国军说，尽管艰苦，但面向国家重大需求，他们必须走向野外、奔赴极地实地观测，持续积累一手数据。

从荒漠戈壁到南北极冰原，团队在极端环境下完成站点架设、设备调试与长期观测。长年累月的坚守，持续不懈的攻关，换来一系列原创性成果：构建国内首个“长周期、跨纬度、全频段”极地超视距链路传输数据库，研制极地电离层超视距通信信道测量、建模与传输系列化设备，出版首部《北极东北航道通信指南》，有效支撑了国家极地航道运营、极地科考等远程通信保障任务。

从极地走向重大灾害现场

当初仅4人的团队，如今已形成一支40余人的多学科交叉的创新队伍。他们的技术成果也不断拓展应用，落地民生应急领域。

李国军说，地震、洪水等重大灾害发生时，地面基站损毁、卫星信号受干扰。用这套系统，依然能实现远距离信息传递。

“我们瞄准一种极端场景：卫星通信全部失效，仍有独立链路支撑应急指挥通信。” 在他看来，这种超视距通信可与北斗、低轨卫星等现有卫星通信手段形成互补，为抢险救援提供通信保障。

团队还参与编制了灾害信息员应急通信相关标准，打通灾情上报“最后一公里”。

“有幸投身国家极地远程通信技术攻关，我们深感使命光荣、责任重大。”李国军说，未来，团队将在地震、洪水等极端灾害基层村镇应急通信、低空飞行器超视距飞行指挥通信等行业领域进一步深化落地应用，让电波穿越山海，为极端环境下保障通信不断联贡献智慧与力量。