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文檔簡介
擁抱低空經(jīng) 安全智慧飛EmbracingtheLow-Altitude IntelligentFlightwithSafety 一、低空經(jīng)濟(jì)時代背 二、低空航行面臨挑 三、低空航行目標(biāo)愿 (一)運行概 (二)能力構(gòu) (三)階段目 四、低空航行系 (一)體系架 (二)系統(tǒng)組 (三)系統(tǒng)演 低空航空 起降 通導(dǎo)監(jiān)系 飛行管理服務(wù)監(jiān)管系 數(shù)據(jù)與信息服 五、結(jié)束 引引中國電科基于自身在空域管理體系與運行、通導(dǎo)監(jiān)氣象系統(tǒng)和裝備等方面的特有優(yōu)勢,首次提出低空航行系統(tǒng)(LAAS)的概念。低空航行系統(tǒng),是低空空域大規(guī)模開放后,應(yīng)對地空一體、軍民地一體運行挑戰(zhàn)的體系性解決思路。從空域管理、飛行服務(wù)、安全監(jiān)管與秩序保障等體系運行的核心問題入手,保障低空安全智慧飛行。本書聚焦建設(shè)低空航行系統(tǒng)實現(xiàn)安全智慧飛行所需的六大能力,即“靈活精細(xì)的低空空域管理、高效智能的飛行服務(wù)、開放融合的通導(dǎo)監(jiān)保障、空地/空空協(xié)同的自主飛行、軍民地協(xié)同的安全監(jiān)管、泛在可信的數(shù)據(jù)與信息服務(wù)”,規(guī)劃了系統(tǒng)構(gòu)成中航空器、起降場、通信、導(dǎo)航、監(jiān)視、空域管理、飛行服務(wù)、安全監(jiān)管、信息服務(wù)(含氣象)等的發(fā)展目標(biāo)及演進(jìn)路線。可為行業(yè)伙伴構(gòu)建低空飛行保障體系提供有益借鑒,為地方府高效保障低空飛行活動提供關(guān)鍵支撐,為國家統(tǒng)籌全局推動低空經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供重要參考。政策支持與發(fā)展規(guī)劃:20212023(2023-2035年》出臺,中央經(jīng)濟(jì)工作會議正式將低空經(jīng)濟(jì)列為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),《中華人民共和國空域管理條例(征求意見稿2024年,(2024-2030年全會提出,健全現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)體制機(jī)制,發(fā)展通用航空和低空經(jīng)濟(jì)。中共中央政治局第十六次集體學(xué)習(xí)上,習(xí)近平總書記再次強(qiáng)調(diào)做好國家空中交通管理工作,促進(jìn)低空經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。滬、深、皖、瓊、杭、渝等多地同步出臺地方性低空經(jīng)濟(jì)政策規(guī)劃,為低空經(jīng)濟(jì)繁榮提供了有力指引和保障。技術(shù)革新與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ):代航空產(chǎn)業(yè)體系基本形成。通信感知一體化、北斗+5G高精度導(dǎo)航定位、AI+大模型等新技術(shù)廣泛應(yīng)用,電動垂直起降航空器(eVTOL)等新產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程加速,徹底改變傳統(tǒng)通用航空業(yè)態(tài)。國內(nèi)有一定規(guī)模的無人機(jī)與eVTOL制造企業(yè)超250家(截至2024年5月,工業(yè)無人機(jī)制造商達(dá)到1.4萬家左右(截至2024年1月,中國無人駕駛航空器的銷量已占據(jù)全球約70%的市場份額(截至2024年月;實名登記無人機(jī)近190萬架(截至2024年6月19.44萬人(截至2023年12月,運營企業(yè)超1.4萬家(截至2023年12月通用機(jī)場數(shù)量452個(截至2024年3月產(chǎn)業(yè)鏈完善與應(yīng)用場景拓展:低空經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)鏈長、輻射范圍廣,上游主要為構(gòu)建中游各類低空產(chǎn)品的原材料(包括金屬原材料、復(fù)合材料、特種橡膠與高分子材料等)與核心零部件(包括電池、電機(jī)、飛控、機(jī)體等;中游主要為航空器制造(如無人機(jī)、eVTOL、飛行汽車、通航飛機(jī)等、低空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和飛行保障服務(wù)等;下游主要為應(yīng)用運營端,涵蓋物流配送、交通出行、旅游觀光、農(nóng)林植保、空中巡查、應(yīng)急救援等多元化場景。完整的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)俏覈l(fā)展低空經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢。市場潛力與增長預(yù)測:2023年我國低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模5059.5億元,同比增速33.8%;預(yù)計到2026年有望突破萬億元,到2030年有望突破2萬億元,低空經(jīng)濟(jì)空域管理模式挑戰(zhàn):低空航行對安全和效率的追求將引起空域管理方式、業(yè)務(wù)服務(wù)流程的體系性變化。管理模式,以管制為主向以服務(wù)為主轉(zhuǎn)變;管理對象,從管航空駕駛員向管無人機(jī)操作員再到管低空航行系統(tǒng)轉(zhuǎn)變;管理主體,從行業(yè)部門專業(yè)化管理向多部門聯(lián)合管理轉(zhuǎn)變。低空安全保障挑戰(zhàn):康有序發(fā)展的關(guān)鍵。目前各地在先行先試原則下開展的低空活動存在監(jiān)管體系不健全、監(jiān)管手段不足等問題,飛行密度增加勢必造成公共安全(飛行安全、空中交通安全空管)、要地安全空防)、地面設(shè)施及人員安全、隱私及信息安全、環(huán)境安全等)風(fēng)險激增。標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)挑戰(zhàn):體系針對低空航行的適配性不足,迫切需要低空領(lǐng)域頂層標(biāo)準(zhǔn)體系指引相關(guān)能力建設(shè)。(一)自然資源是經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)長遠(yuǎn)規(guī)劃和健康發(fā)展的根本性基礎(chǔ),是經(jīng)濟(jì)活動得以順利開展的前提條件。傳統(tǒng)軍民航運行在空域資源開發(fā)利用上主要聚焦于中高空領(lǐng)低空航行是在低空空域開放條件下,基于地面保障設(shè)施無縫指引和低空航空器自主避讓的常態(tài)化低空飛行活動。在真高①120米(含)以下W類空域,運行的航空器類型包括微、輕、小、中型無人機(jī)。在真高120米(不含)到真高300米(含)范圍的G類空域,運行的航空器類型包括輕、小、中型商業(yè)無人機(jī)。在真高300米(不含)到真高1000米(含)范圍的E類空域,運行的航空器類型為中、大型無人機(jī)和eVTOL、飛行汽車等跨界新型航空器。未來隨著飛行業(yè)務(wù)的發(fā)展,其運行空域有望逐步向上擴(kuò)展至真高3000米。運行概念如圖1所示:①圖 低空飛行運行概念示意起降場:通導(dǎo)監(jiān)系統(tǒng):為低空飛行提供通信、導(dǎo)航、監(jiān)視等保障能力的基礎(chǔ)設(shè)備與配套信息系統(tǒng)。飛行管理、服務(wù)、監(jiān)管系統(tǒng):為空中交通管理的組成與延伸,是為低空飛行提供空域管理、飛行服務(wù)、安全監(jiān)管等服務(wù)與秩序保障(3)功能的配套信息系統(tǒng)。信息服務(wù):是為低空經(jīng)濟(jì)參與方(服務(wù)提供者、消費者和管理者等)之間提供高效便捷信息交互服務(wù)的設(shè)施與系統(tǒng)。①人在回路中:是一種系統(tǒng)設(shè)計和運行的概念,指在一個自動化或智能化的系統(tǒng)中,人類始終參與到系人在回路外:是與“人在回路中”相對的概念,指在系統(tǒng)運行和決策過程中,人類不直接參與或干預(yù),系統(tǒng)完全依靠自身的算法、模型和預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行自主運行和決策。秩序保障:確保空中交通管理活動能夠在一種穩(wěn)定、規(guī)范、有序的狀態(tài)下進(jìn)行。涵蓋了空中交通的各個方面,包括飛機(jī)的飛行路線、高度、速度的管控,通信的順暢,導(dǎo)航的準(zhǔn)確等,以維持整個空中交通系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn),避免混亂和沖突。(二)安全飛行是低空經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的根基與前提條件。低空飛行活動若無法切實有效確保安全,會引發(fā)公眾對低空經(jīng)濟(jì)的擔(dān)憂與質(zhì)疑,進(jìn)而影響社會對低空經(jīng)濟(jì)的接受程度與支持力度,對低空經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展不利。智慧飛行是低空經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)規(guī)模發(fā)展的基石與保障。借助高效智能的低空航行系統(tǒng),能夠增強(qiáng)飛行安全、提高運營效率、拓展應(yīng)用場景,吸引更多企業(yè)投身于低空業(yè)務(wù)之中。實現(xiàn)安全智慧飛行,需要發(fā)展六大能力,如圖2所示:圖 能力構(gòu)低空飛行活動高效動態(tài)分配空域資源,顯著提升低空空域使用效率,增強(qiáng)非預(yù)期狀況的應(yīng)急處置能力,保證低空飛行活動的高效性與安全性。高效智能的飛行服務(wù):景,構(gòu)建高效智能的運行管理能力體系,以情報數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、城市數(shù)據(jù)等為底座,統(tǒng)一管理和服務(wù)全域低空飛行活動,保障運行全過程的安全和效率。開放融合的通導(dǎo)監(jiān)保障:制度的不同,其對通信、導(dǎo)航、監(jiān)視等方面的能力要求與傳統(tǒng)民航飛行存在較大差異,無法直接沿用民航相關(guān)建設(shè)經(jīng)驗和設(shè)備系統(tǒng),需要建設(shè)基于標(biāo)準(zhǔn)式架構(gòu),融合衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、公網(wǎng)專網(wǎng)通信、北斗慣導(dǎo)導(dǎo)航、微波視覺主被動監(jiān)視等技術(shù)為一體的低空通導(dǎo)監(jiān)保障體系。空地/空空協(xié)同的自主飛行:器而非統(tǒng)一的指揮中心;空地協(xié)同強(qiáng)調(diào)決策時需要引入微氣象①況、臨時性社會活動等信息;空空協(xié)同強(qiáng)調(diào)決策時需要引入前后機(jī)實時位置及氣象數(shù)據(jù)、空中交通狀況、臨時空域管制等信息。軍民地協(xié)同的安全監(jiān)管:含義,首先是低空飛行活動對飛行安全和信息安全的防護(hù)要求,其次是由低空飛行活動帶來的空防安全和公共安全挑戰(zhàn)。兩層安全均需要軍地協(xié)作,齊抓共管。泛在可信的數(shù)據(jù)與信息服務(wù):(三)近期(2025年:先行先試補(bǔ)齊短板。范區(qū)等公共安全風(fēng)險相對可控區(qū)域內(nèi),重點聚焦農(nóng)林植保、國土測繪、應(yīng)急救援、城市安防、電力巡檢等典型應(yīng)用場景:針對300基礎(chǔ)設(shè)施,實現(xiàn)低空飛行的通信感知和導(dǎo)航定位;針對300米以上飛行活動,在現(xiàn)有飛行服務(wù)站、無人機(jī)綜合監(jiān)管平臺的基礎(chǔ)上,建設(shè)兼容民航、通航的低空通導(dǎo)監(jiān)系統(tǒng)和飛行管理、服務(wù)、監(jiān)管系統(tǒng),掌握各類低空飛行活動狀態(tài),支持局域的定點飛行、廣域巡查飛行。推動建立地市、省、國家三層低空飛行管理服務(wù)平臺。建立相應(yīng)的合法適飛運行監(jiān)管體系,確保航空器滿足適航標(biāo)準(zhǔn)。用戶根據(jù)相①微氣象:在近地面的低空范圍內(nèi),由于局部地理環(huán)境、地形地貌、植被覆蓋、建筑物分布等因素的影響,導(dǎo)致出現(xiàn)的一些小尺度、短時間的特殊氣象現(xiàn)象和氣象條件。低空微氣象的特點包括:空間尺度小,通常只在幾百米甚至幾十米的范圍內(nèi)發(fā)生明顯變化;時間變化快,可能在短時間內(nèi)(幾分鐘到幾小時)就出現(xiàn)顯著的氣象要素改變。關(guān)管理規(guī)定獲得飛行資質(zhì),執(zhí)行飛行前相關(guān)檢查與報備后,即可自由開展低空飛行活動。中期(2027年:建綱立制打牢基礎(chǔ)。政策法規(guī)指導(dǎo)下,因地制宜開展信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。圍繞安全智慧飛行與處置,針對300米以上飛行活動,積極推動移動寬帶通信、空地寬帶數(shù)據(jù)鏈和微波主被動感知等系統(tǒng)建設(shè);針對300米以下飛行活動,積極推動多光譜多視角聯(lián)合感知能力建設(shè),提升超低空空域開發(fā)和高效利用的能力。實現(xiàn)起降和航路區(qū)域全程連續(xù)可靠管控。在飛行服務(wù)能力上,具備處理飛行申請,間隔控制①與流量管理、運行態(tài)勢全面監(jiān)控等能力。支持局域的定點飛行、廣域巡查飛行、基于固定航路或通道的運輸飛行。依托預(yù)先劃設(shè)的低空飛行走廊,開展具有頻次較高、距離較長、飛行線路較為固定特點的區(qū)域間物流、城郊-市中心通勤、交通樞紐接駁等點到點的跨區(qū)域飛行。航空器具備相應(yīng)性能與一定智能網(wǎng)聯(lián)能力,地面保障設(shè)施具備黑飛探測與反制能力,覆蓋航路重點區(qū)域。遠(yuǎn)期(2030年:想飛秒飛高效協(xié)同。智能化、個性化服務(wù)保障能力,面向城市核心區(qū)、低空試驗區(qū)等重點區(qū)域的高密度飛行場景,開展高密度、大容量飛行場景下的自主運行保障探索。針對此類運行具有高頻次、高密度、高復(fù)雜性、有人無人混合的特點,采用空地協(xié)同的自主運行模式,通過平臺積累的大量飛行數(shù)據(jù)和智能算法模型,賦能航線網(wǎng)絡(luò)立體化布局、空域精細(xì)化管理、飛行協(xié)同化管控,實現(xiàn)低空航空器與地面保障設(shè)施的協(xié)同自主運行。①間隔控制:指為了確保航空器在飛行過程中的安全,對相鄰兩架航空器之間的距離、時間或空間等要(一)低空航行系統(tǒng)是一個確保低空安全智慧飛行,實現(xiàn)低空空域高效利用、賦能低空經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的體系。該體系由五層組成,每層聚焦一類使命任務(wù),層與層之間體現(xiàn)支撐和依托關(guān)系,體系架構(gòu)如圖3所示:圖 低空航行系統(tǒng)體系架資源要素層:是系統(tǒng)的重要組成部分,涵蓋系統(tǒng)運行和發(fā)展所依賴的各種資源。對其進(jìn)行合理配置和有效管理,對于提升系統(tǒng)整體效率、實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)具有決定性的作用。主要分為空域資源、數(shù)據(jù)資源、頻率資源以及知識與模型資源。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層:服務(wù)供給層:系統(tǒng)內(nèi)部的資源、能力和技術(shù)進(jìn)行整合與封裝,以標(biāo)準(zhǔn)化、可復(fù)用的方式向系統(tǒng)內(nèi)的其他部分或外部用戶提供有價值的服務(wù)。服務(wù)供給分為三層,下層是計算與存儲服務(wù),中層平臺服務(wù)包括通用平臺服務(wù)和應(yīng)用支撐服務(wù),上層應(yīng)用服務(wù)包括空域管理、飛行服務(wù)、安全監(jiān)管服務(wù)和信息服務(wù)(含低空氣象信息。安全服務(wù)作為重要支撐貫穿三層。能力生成層:出系統(tǒng)所特有的、能夠適應(yīng)環(huán)境變化和實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的能力。以安全智慧飛行為核心目標(biāo)的能力體系包含靈活精細(xì)的低空空域管理、開放融合的通導(dǎo)監(jiān)保障、高效智能的飛行服務(wù)、空地空空協(xié)同的自主飛行、軍民地協(xié)同的安全監(jiān)管以及泛在可信的數(shù)據(jù)與信息服務(wù)。為實現(xiàn)物流投送、交通出行、應(yīng)急管理、農(nóng)林植保、航空測繪、觀光旅游等業(yè)務(wù)場景提供支持。(二)低空航行系統(tǒng)由航空器、起降場、通信、導(dǎo)航、監(jiān)視、空域管理、飛行服務(wù)、安全監(jiān)管、信息服務(wù)(含氣象信息)等設(shè)備設(shè)施組成,如圖4所示:圖 低空航行系統(tǒng)基本組低空航空器是低空航行的主體和地面保障設(shè)施服務(wù)的對象,類型多種多樣,起降場包括通航跑道型機(jī)場、水上機(jī)場、直升機(jī)機(jī)場、eVTOL起降場、臨時起降點、城市無人機(jī)起降點,以及無人機(jī)機(jī)庫機(jī)巢起降平臺、停機(jī)庫、中轉(zhuǎn)站、能源站、固定運營基地()和航材保障平臺等。通導(dǎo)監(jiān)系統(tǒng)的通信設(shè)施設(shè)備包括:低空衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、4G/5G公網(wǎng)、機(jī)間自組網(wǎng)、北斗短報文數(shù)據(jù)鏈、通信感知一體化(ISAC、地面有線網(wǎng)和無線專網(wǎng)等通信鏈路,以及星載、機(jī)載、地面配套通信設(shè)施與信息系統(tǒng)。導(dǎo)航設(shè)施設(shè)備包括:全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS、北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)(BDSBAS監(jiān)視設(shè)施設(shè)備包括:低空監(jiān)視雷達(dá)、5G-A、數(shù)據(jù)鏈或北斗短報文、遠(yuǎn)程識別(RemoteID、廣播式自動相關(guān)監(jiān)視(ADS-B、光電、頻譜探測等手段,以及星載、機(jī)載、地面配套監(jiān)視設(shè)施與信息系統(tǒng)。飛行管理、服務(wù)、監(jiān)管系統(tǒng)具備空域管理、飛行服務(wù)、安全監(jiān)管三大核心功能。低空空域管理是指在確保空防安全、公共安全的前提下,為了更好地開發(fā)利用低空空域資源,圍繞低空空域規(guī)劃、運行管理和評估監(jiān)督等方面開展的工作。包括低空空域數(shù)字化建模、空域結(jié)構(gòu)精細(xì)化設(shè)計、航線網(wǎng)絡(luò)立體化布局、空域資源高效化調(diào)配、空域使用協(xié)同化管理所需的技術(shù)手段和配套信息化系統(tǒng)。低空安全監(jiān)管是指為確保低空空防安全、公共安全以及公民隱私安全,通過多部委聯(lián)合執(zhí)法監(jiān)督的低空安全聯(lián)合監(jiān)管體系和信息化支撐手段。提供從低空航空器制造、適航、流通、運營、維修和報廢等各環(huán)節(jié)的低空安全聯(lián)合監(jiān)管能力。包括國家級監(jiān)管(工信部、公安部、市場監(jiān)督管理總局等、行業(yè)級監(jiān)管(民航局、民航空管局、行業(yè)協(xié)會等、地方政府級監(jiān)管(軍民融合辦、交通運輸局、公安局、規(guī)劃局、數(shù)據(jù)局)等部門的低空綜合監(jiān)管業(yè)務(wù)和飛行前置審核業(yè)務(wù)。信息服務(wù)的本質(zhì)是為服務(wù)的提供者和消費者搭建高效便捷的信息通道,使得雙方能夠?qū)崿F(xiàn)信息的順暢交流與共享,同時為管理者提供相應(yīng)手段支撐。包括:統(tǒng)一的低空信息交換標(biāo)準(zhǔn)、時空統(tǒng)一的低空飛行環(huán)境數(shù)據(jù)庫、數(shù)字化低空航行資料服務(wù)、實時低空飛行動態(tài)情報服務(wù)、低空微尺度氣象情報服務(wù)、電磁環(huán)境信息服務(wù)等。(三)低空航行系統(tǒng)的構(gòu)建是一個復(fù)雜且動態(tài)變化的過程。在這一過程中,系統(tǒng)的目標(biāo)與愿景必定會伴隨內(nèi)外部環(huán)境的動態(tài)變化而持續(xù)演進(jìn),不斷適應(yīng)政策法規(guī)、經(jīng)濟(jì)形勢以及社會文化等外部因素的變動。低空航行系統(tǒng)的動態(tài)演進(jìn)以六大能力方向為牽引,以三步走戰(zhàn)略來推進(jìn),具體策略如圖5所示:圖 低空航行系統(tǒng)推進(jìn)策低空航行系統(tǒng)能力組成要素按階段演進(jìn),通過不斷適應(yīng)低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展變化,低空航空器是未來規(guī)模化和常態(tài)化低空飛行活動的載體,是低空航行系統(tǒng)服務(wù)保障和功能交互的主體。隨著人工智能、先進(jìn)傳感、智能控制、新材料、新動力等技術(shù)的不斷進(jìn)步,低空航空器正在向著高度智能化、自主化、低成本、集成化、多功能等方向加快演進(jìn),并將推動飛行監(jiān)管服務(wù)模式的不斷變革。低空航空器技術(shù)演進(jìn)路線規(guī)劃如圖6近 中 遠(yuǎn)
數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)提供的圖 先進(jìn)低空航空器技術(shù)演進(jìn)路
第一階段(近期控制交互的自動化低空航空器裝配多維感知傳感器(雷達(dá)、光電)和融合導(dǎo)航及控制系統(tǒng),基于網(wǎng)聯(lián)控制功能技術(shù),按照低空飛行服務(wù)單一平臺,申請注冊的預(yù)定空域和航線規(guī)則,自動執(zhí)行任務(wù);實時感知周圍環(huán)境,識別障礙物,借助地空數(shù)據(jù)鏈路達(dá)成的避障數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)一定程度的自動飛行(如自動起降、識別避障繞障等;融合視覺、差分定位等技術(shù)實現(xiàn)厘米級精準(zhǔn)起降。在運行模式上,以地面的任務(wù)規(guī)劃和航線設(shè)計為主導(dǎo),低空航空器需遵循嚴(yán)格的計劃和指令,以保證飛行的有序性和安全性。第二階段(中期智能化低空航空器裝配融合智能算法傳感器,融合地理信息系統(tǒng)(GIS、低空氣象數(shù)據(jù)、航線數(shù)據(jù)、管制、試飛、禁飛等空域信息,自動規(guī)劃最佳路徑,并生成航線,通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)格式,與空中交管機(jī)構(gòu)登記申請飛行。飛行中智能感知環(huán)境、實時與空中交通管理機(jī)構(gòu)、地面監(jiān)管服務(wù)平臺交互通信,智能動態(tài)優(yōu)化飛行路徑,自動調(diào)整參數(shù)和行為策略,以適應(yīng)復(fù)雜飛行場景。在運行模式上,除了與空中交通管理機(jī)構(gòu)、地面監(jiān)管服務(wù)平臺交互通信外,無人機(jī)也可組成集群,利用相互通信和協(xié)作,共同完成復(fù)雜任務(wù)。第三階段(遠(yuǎn)期自主決策飛行的低空航空器裝配有全方位的環(huán)境感知傳感、多維通信系統(tǒng)、自主協(xié)同空域感知和地空一體多模式交通決策系統(tǒng)。智能立體感知環(huán)境、自主規(guī)劃路徑、自動調(diào)整航線以避免碰撞、通過空中多模式網(wǎng)聯(lián)設(shè)備自主地與空中交通管理機(jī)構(gòu)、地面監(jiān)管服務(wù)平臺交互通信,與其他無人機(jī)協(xié)同工作、自主調(diào)整飛行策略和行為以適應(yīng)不同的飛行條件,無需人工干預(yù)。在運行模式上,地面提出任務(wù)總體規(guī)劃,低空航空器之間自主協(xié)同避開碰撞、完成飛行任務(wù),期間地面提供輔助監(jiān)管和調(diào)度服務(wù)。起降場是低空航空器飛行作業(yè)的起點和終點,是支撐和輔助飛行作業(yè)的保障性基礎(chǔ)設(shè)施,是自動化和智能化低空航行的關(guān)鍵樞紐。除了提供起降平臺,起降場的主要功能包括:自動化充換電、自動裝卸載荷、通信、導(dǎo)航定位、監(jiān)視、氣象觀測、組網(wǎng)協(xié)作等功能。起降場技術(shù)演進(jìn)路線規(guī)劃如圖7近 中 遠(yuǎn)
圖 起降場技術(shù)演進(jìn)路第一階段(近期綜合考慮低空航空器飛行控制、作業(yè)調(diào)度模式、系統(tǒng)安全等約束,通過對飛行作業(yè)全過程分析,對起降場的組成架構(gòu)、通信、導(dǎo)航等進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計,基于智能物聯(lián)網(wǎng)、多因素約束的作業(yè)排序優(yōu)化技術(shù),實現(xiàn)無人值守、支持快速部署的單一起降場功能,提供面向低空航空器飛行作業(yè)的自動化起降服務(wù)和保障服務(wù)。第二階段(中期面對空域感知和數(shù)字化管理、空地協(xié)同交通運輸?shù)热蝿?wù),通過近場通信感知監(jiān)視技術(shù)、多模態(tài)數(shù)據(jù)融合計算、自適應(yīng)空域網(wǎng)格化建模技術(shù),增強(qiáng)起降場近場空域立體感知和監(jiān)視網(wǎng)絡(luò),提升空域數(shù)字化管理,實現(xiàn)功能更完備可靠、智能化程度高、服務(wù)作業(yè)容量大、支持全天候作業(yè)的復(fù)合型起降場支持空地協(xié)同轉(zhuǎn)運。第三階段(遠(yuǎn)期面向規(guī)模大、類型多、信息安全要求高的低空航空器跨地區(qū)作業(yè)需求,對低空航空器飛行活動和起降場作業(yè)的全過程進(jìn)行實時監(jiān)控,綜合評估低空航空器與起降場的作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)容量和飛行任務(wù)規(guī)劃,采用多智能體協(xié)作和仿真技術(shù),實現(xiàn)基于起降場組網(wǎng)協(xié)同的低空航空器進(jìn)場規(guī)劃、自適應(yīng)作業(yè)負(fù)載均衡、緊急停降處置,為大規(guī)模、跨地區(qū)、種類繁多的低空航空器作業(yè),提供安全可靠的系統(tǒng)性起降場綜合服務(wù)。通導(dǎo)監(jiān)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)低空飛行中通信、導(dǎo)航、監(jiān)視功能的一體化融合與協(xié)同。低空經(jīng)濟(jì)的飛行場景,如無人飛行、低空飛行、超視距運行、空域內(nèi)多機(jī)運行等,與傳統(tǒng)民航需求相比,對通導(dǎo)監(jiān)提出了更高的要求。低空航行環(huán)境面臨著氣象條件多變、建筑物及障礙物眾多、電磁環(huán)境復(fù)雜等問題,需要更精確和可靠的通信、導(dǎo)航和監(jiān)視手段來確保飛行安全和效率。通導(dǎo)監(jiān)一體化旨在提高低空飛行的安全性、效率和管理水平,實現(xiàn)對低空航空器的實時通信、精準(zhǔn)導(dǎo)航和全面監(jiān)視,為空域的合理利用和低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供有力支撐。低空通信需要在城域、城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)、城市之間等不同區(qū)域內(nèi),覆蓋不同距離、不同地形、不同高度航線,為不同大小航空器提供飛行控制、導(dǎo)航監(jiān)視、信息服務(wù)、業(yè)務(wù)應(yīng)用等各類信息的安全可靠傳輸。針對單一通信手段存在通信盲區(qū),難以實現(xiàn)全域無縫覆蓋的問題,需要綜合利用4G/5G/5G-A/6G運營商網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信、光纖通信、專用通信/數(shù)據(jù)鏈、機(jī)間鏈等多種通信手段,形成多體制全要素互聯(lián)的立體全域通信覆蓋,連接各類有無人航空器、傳感器、起降場、服務(wù)保障設(shè)施等空地物理實體,連通交通管理、運營服務(wù)、安全監(jiān)管等信息服務(wù)系統(tǒng),綜合提供寬帶富媒體通信、數(shù)據(jù)安全共享、業(yè)務(wù)高效協(xié)同等網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。圖 低空通信概念示意低空通信技術(shù)演進(jìn)路線規(guī)劃如圖9一體近一體圖 低空通信技術(shù)演進(jìn)路第一階段(近期基于我國通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)現(xiàn)狀,綜合應(yīng)用5G、衛(wèi)星通信、專用數(shù)據(jù)鏈等通信5G地面網(wǎng)可以實現(xiàn)較低高度空域通信覆蓋,滿足監(jiān)管要求不高的低、慢、小航空器通信需求;多體制衛(wèi)星通信系統(tǒng)綜合利用高通量、窄帶、移動等手段,實現(xiàn)對信號遮擋的山區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)等的通信補(bǔ)盲,構(gòu)建廣域覆蓋層,確保高安全、高價值、長航時中大型無人機(jī)飛行全程在線;專用數(shù)據(jù)鏈采用主、副鏈路傳輸方式,為中大型無人機(jī)或?qū)S锰厥庾鳂I(yè)場景等提供高實時、高可靠、高安全通信;機(jī)間自組網(wǎng)可實現(xiàn)多無人機(jī)之間協(xié)同與信息的快速傳遞共享,可用于機(jī)間位置身份信息的廣播、復(fù)雜地形/非視距應(yīng)用以及大范圍遠(yuǎn)距離作業(yè)覆蓋等場景。第二階段(中期隨著運營商網(wǎng)絡(luò)由5G向5G-A演進(jìn),基于5G-A的通感一體化接入能力,通過連續(xù)波加脈沖波組合的方式,實現(xiàn)低空空域(150m以下)精準(zhǔn)無盲區(qū)的通信和感知覆蓋;多體制衛(wèi)星通信系統(tǒng)向衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn),具備更實時、更可靠的通信能力;機(jī)間自組網(wǎng)、專用數(shù)據(jù)鏈等專用通信手段實現(xiàn)深度融合,向網(wǎng)鏈一體方向①網(wǎng)鏈一體:將通信網(wǎng)絡(luò)和通信鏈路有機(jī)融合為一個整體,實現(xiàn)高效、協(xié)同、智能的通信模式。具有演進(jìn)。在此基礎(chǔ)上,通過軟件定義、統(tǒng)一波形等技術(shù),實現(xiàn)5G-A、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、專用數(shù)據(jù)鏈等多體制通信在終端、接入、業(yè)務(wù)等層面的融合。通過5G-A衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)專用通信等多模機(jī)載終端,可在芯片級實現(xiàn)深度融合,確保不同空域通信的連貫性和穩(wěn)定性;通過基于軟件無線電的一體化基站實現(xiàn)5G-A、衛(wèi)星通信、數(shù)據(jù)鏈等綜合接入;通過一體化融合服務(wù)平臺,實現(xiàn)不同體制系統(tǒng)業(yè)務(wù)融合,滿足數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同等應(yīng)用需求。第三階段(遠(yuǎn)期基于6G移動通信網(wǎng)絡(luò)打造天空地一體、安全內(nèi)生、AI內(nèi)生的通信能力,實現(xiàn)全域無縫立體覆蓋;依托專用切片技術(shù),為中大型無人機(jī)、復(fù)雜地形大范圍遠(yuǎn)距低空運行采用基于性能的綜合定位授時導(dǎo)航①。其導(dǎo)航場景分為航路和空域,航路包括按不同高度層區(qū)分的雙向航道、按照水平間隔劃分的飛行速度航道,空域包括機(jī)場/起降點/投放點、作業(yè)區(qū)域。當(dāng)前已采用的導(dǎo)航手段包括地基增強(qiáng)系統(tǒng)(GBAS、星基增強(qiáng)系統(tǒng)(SBAS)等,采用的飛行程序有垂直引導(dǎo)進(jìn)近(APV)-I、垂直引導(dǎo)定位信標(biāo)(LPV)-200、盲降(CAT)-I由于低空航空器運行引入垂直或短距起降引導(dǎo),當(dāng)前在起降點投放點、作業(yè)區(qū)主要采用載波相位差分(RTK)視覺為主用導(dǎo)航手段,根據(jù)任務(wù)需要在地面部署RTK基準(zhǔn)站、視覺地標(biāo)等基礎(chǔ)設(shè)施,可支持航空器的任務(wù)起降、投放操作及作業(yè)區(qū)運行,導(dǎo)航精度達(dá)到10cm,需定義精準(zhǔn)引導(dǎo)/降落飛行程序。鑒于RTK存在完好性問題,需要引入X等級地基增強(qiáng)系統(tǒng)進(jìn)近服務(wù)(GASTX)導(dǎo)航概念以保障①基于性能的綜合定位授時導(dǎo)航:是一種先進(jìn)的導(dǎo)航理念和技術(shù)體系。根據(jù)特定的性能需求,綜合利用圖 低空導(dǎo)航概念示意基于性能的綜合定位授時導(dǎo)航技術(shù)路線如圖11近 中 遠(yuǎn)RNP
RNPRNP
RNPRNP圖 低空導(dǎo)航技術(shù)演進(jìn)路第一階段(近期本階段為混合飛行階段,低空航空器以空域大間隔的交通管理方式保障基本飛行安全,對導(dǎo)航的需求以高精度和高魯棒性為主。本階段的主要工作積極推動北斗系統(tǒng)應(yīng)用,在航道階段采用單頻全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)/(GNSS/BDSBAS、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收機(jī)自主完好性監(jiān)測①(GNSS/RAIM)技術(shù),提供RNP0.005導(dǎo)航服務(wù);該類技術(shù)還可以為地面設(shè)施設(shè)備提供40ns授時服務(wù)。在機(jī)場采用GBAS,單頻GBAS服務(wù)提供水平3m/垂直4m的導(dǎo)航精度(95%,2×10-7任意進(jìn)近完好性保證(在任意進(jìn)近飛行過程中,發(fā)生危險誤引導(dǎo)概率小于等于2×10-7,導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)性能不滿足用戶需求時,及時發(fā)出告警能力。在起降點、投放點、作業(yè)區(qū)采用TK視覺導(dǎo)航,TK和視覺導(dǎo)航服務(wù)均提供水平8cm垂直10cm的定位精度。第二階段(中期本階段為融合運行階段,低空飛行區(qū)域和航路逐漸聯(lián)網(wǎng)成線、成片,各類航空器實現(xiàn)共享航路飛行,對導(dǎo)航的需求以同時保證高精度和高安全性為主。第一階段的導(dǎo)航服務(wù)仍然保持,在航道階段引入雙頻GNSS/BDSBAS、雙頻全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)/先進(jìn)接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(2)(GNSS/ARAIM,提供RNP0.002的導(dǎo)航服務(wù);該技術(shù)還可以為地面設(shè)施設(shè)備提供20ns授時服務(wù)。在機(jī)場引入雙頻BDSBAS、雙頻GBAS,BDSBAS雙頻服務(wù)提供水平3m/垂直4m的定位精度(95%,2×10-7/任意進(jìn)近完好性保證;GBAS雙頻服務(wù)提供水平1.5m/垂直2m的定位精度(95%,2×10-7/任意進(jìn)近完好性保證。在起降點、投放點、作業(yè)區(qū)引入雙頻TK/視覺導(dǎo)航,提供10厘米級的定位精度服務(wù)。第三階段(遠(yuǎn)期本階段為自主運行智能協(xié)同階段,低空場景規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,航空器種類數(shù)量眾多,低空經(jīng)濟(jì)繁榮壯大的階段,航空器采用彈性導(dǎo)航方式飛行,對導(dǎo)航的需①接收機(jī)自主完好性監(jiān)測:是一種用于檢測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收機(jī)故障或信號異常的技術(shù)。當(dāng)飛機(jī)使用GNSS進(jìn)行導(dǎo)航時,RAIM會自動監(jiān)測接收到的衛(wèi)星信號的質(zhì)量和一致性。如果發(fā)現(xiàn)信號異常或存在故障,RAIM會及時發(fā)出警報,提醒用戶采取相應(yīng)的措施,以確保導(dǎo)航的準(zhǔn)確性和安全性。(2)先進(jìn)接收機(jī)自主完好性監(jiān)測:是一種用于飛機(jī)飛行階段確保雙頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號完好性方法,它允許飛求為同時保證高精度、高安全性和高可用性為主。保持已有定位授時導(dǎo)航服務(wù)的同時,在航道階段引入低軌衛(wèi)星一體化導(dǎo)航,低軌衛(wèi)星可以增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航信號,作為GNSS的增強(qiáng)與補(bǔ)充;也可以通過通信系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)融合,播發(fā)獨立測距信號,形成備份的定位授時導(dǎo)航能力。在機(jī)場引入視覺著陸系統(tǒng),在起降點、投放點、作業(yè)區(qū)引入GASTX/視覺,GASTX服務(wù)提供水平8cm/垂直10cm的定位精度(95%2×10-任意進(jìn)近完好性保證。源監(jiān)視設(shè)備網(wǎng),形成低空飛行的主被動探測能力,可根據(jù)120米以下低空空域、120圖 低空監(jiān)視概念示意多源主被動監(jiān)視技術(shù)演進(jìn)路線規(guī)劃如圖13圖 多源主被動監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進(jìn)路第一階段(近期針對低空開放初級階段,航空器數(shù)量有限,飛行區(qū)域較為固定等現(xiàn)狀,建設(shè)以飛行區(qū)域為中心的基本監(jiān)視能力。通過視頻智能監(jiān)控、ADS-B、5G、WIFI、藍(lán)牙、數(shù)據(jù)鏈或北斗短報文等方式構(gòu)建低空監(jiān)視網(wǎng),采用數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征提取、關(guān)聯(lián)匹配和航跡融合等系列步驟,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的初步融合,采用區(qū)域AI視頻智能監(jiān)控,結(jié)合固定移動光電設(shè)備與AI技術(shù),實現(xiàn)重點區(qū)域內(nèi)高清晰度實時監(jiān)控與緊急狀況臨機(jī)調(diào)配監(jiān)控,為監(jiān)管中心提供低空飛行的基礎(chǔ)信息。但由于缺少對不同航空器數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一管理、航空器組網(wǎng)管理存在阻礙、需建立傳統(tǒng)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)與低空監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)協(xié)同機(jī)制。第二階段(中期技術(shù)深度融合與智能決策支持的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了云計算、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等多種先進(jìn)技術(shù),實現(xiàn)了對監(jiān)視數(shù)據(jù)的深度挖掘和智能分析,為決策提供了強(qiáng)有力的支持,以應(yīng)對低空飛行日趨頻繁,尤其是城市低空飛行海量業(yè)務(wù)增長的需要。該階段監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),重點加強(qiáng)城市區(qū)域監(jiān)視能力,支撐精細(xì)網(wǎng)格化空域劃設(shè),充分發(fā)掘空域資源,利用好城市內(nèi)海量的鐵塔、燈桿及其網(wǎng)電系統(tǒng),搭建涵蓋雷達(dá)、光電和頻譜探測的多源監(jiān)視節(jié)點,形成低空1000米以下的主被動本階段需要推動空地一體立體交通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)的建立;建立城市頻譜資源分配與管理能力;建立城市級主被動監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)能力。第三階段(遠(yuǎn)期隨著新技術(shù)、新裝備的不斷涌現(xiàn),地面端主動監(jiān)視、協(xié)同監(jiān)視、自相關(guān)監(jiān)視、頻譜監(jiān)視、視頻監(jiān)視等系列化設(shè)備與機(jī)載監(jiān)視、球載監(jiān)視、星載監(jiān)視設(shè)備共同構(gòu)建空天地一體的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò),并不斷加強(qiáng)信息交互和深度融合的能力。監(jiān)視與被監(jiān)視之間關(guān)系更為模糊,雙方的監(jiān)視信息互動和能力互補(bǔ)將取得突破性發(fā)展,監(jiān)視信息將極大豐富,準(zhǔn)確性也將大幅提高,監(jiān)視能力的強(qiáng)弱將很大程度取決于海量數(shù)據(jù)的規(guī)模和城市超算能力,監(jiān)視信息將可能成為一種基礎(chǔ)資源進(jìn)行共享,以提升航空器的安全智慧飛行能力。需關(guān)注空地監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)體系和信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)的建立、無人機(jī)自主監(jiān)視能力的提升、基于AI的監(jiān)視大模型和大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。飛行管理、服務(wù)、監(jiān)管系統(tǒng)包含空域管理、飛行服務(wù)與安全監(jiān)管三大核心內(nèi)化手段保障低空飛行器的安全、高效、智慧飛行-運行-防控全產(chǎn)業(yè)鏈,監(jiān)管控制規(guī)模化低空經(jīng)濟(jì)活動的潛在安全風(fēng)險。在低空航行系統(tǒng)中,空域管理、飛行服務(wù)、安全監(jiān)管三要素并不是獨立發(fā)揮作用的,而是緊密關(guān)聯(lián),協(xié)同作用,形成融合的一體化低空管理體系:空域管理是前提,精細(xì)劃分低空空域、明確空域使用規(guī)則,是開展低空飛行的基礎(chǔ)性工作;飛行服務(wù)是核心,空域管理與安全監(jiān)管需要通過飛行服務(wù)對低空運行實際支撐;安全監(jiān)管是底線,空域管理和飛行服務(wù)規(guī)則需要通過安全監(jiān)管來保障落實。“監(jiān)、管、服”三位一體,三管齊下,為安全高效的低空運行提供有力支撐。圖 飛行管理、服務(wù)、監(jiān)管系統(tǒng)一體化概念示意低空空域管理的核心是通過數(shù)字化的手段,對可飛行的低空空域進(jìn)行精細(xì)劃分,并為各類低空飛行活動分配適當(dāng)?shù)目沼蛸Y源,形成對應(yīng)的運行規(guī)則與管理能力,從而支撐安全高效的低空飛行。遵循“空域資源要素化-空域分配科學(xué)化-數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的空域劃設(shè)與管理。建立“軍--多節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜空域體系,滿足低空飛行多樣化的使用要求和交通量持續(xù)增長的訴求;建立多用戶共享的空域管理模式,促進(jìn)無人有人駕駛高效融合運行,最終實現(xiàn)在相關(guān)法規(guī)約束條件下的自主、靈活的飛行。數(shù)字化為牽引的低空空域管理技術(shù)演進(jìn)路線規(guī)劃如圖15近 中 遠(yuǎn) 多用戶共享動態(tài)空
圖 數(shù)字化為牽引的低空空域管理技術(shù)演進(jìn)路第一階段(近期在初始階段,低空飛行數(shù)量較少,低空空域資源相對充分,低空管理能力尚不完備。因此,可采用單一用戶獨占的固定空域管理。通過空域數(shù)字化技術(shù),實現(xiàn)低空空域的基本分層、分區(qū)運行。微、輕、小型無人機(jī)非經(jīng)營類飛行活動在適飛空域開展,城市低空及支線物流等經(jīng)營類飛行活動分層運行,不同類型飛行活動的空域相互隔離;對于單個飛行活動,系統(tǒng)獨立分配空域資源,并在飛行過程中獨占空域;對于部分飛行活動集中的區(qū)域,支持點對點、單向航路和進(jìn)離場航線空域的劃設(shè),完善相關(guān)運行規(guī)則,為動態(tài)空域管理做好技術(shù)儲備。第二階段(中期隨著飛行活動不斷增多,單一用戶獨占空域的模式不再滿足空域管理的需求,將逐步向多用戶共享的動態(tài)空域管理演化。面向各種不同的飛行活動劃設(shè)多種空域類型,形成多高度層、多節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜空域體系,完善相應(yīng)的空域準(zhǔn)入與飛行規(guī)則;對于同一時間內(nèi)的多個飛行用戶,能夠統(tǒng)籌考慮空域需求,實現(xiàn)空域資源的動態(tài)分配,大幅提升空域容量與運行效率,同時通過時空間隔等技術(shù)確保飛行安全,從而實現(xiàn)空域資源調(diào)配的智能化。第三階段(遠(yuǎn)期隨著空域管理能力的持續(xù)提升,伴隨著有人無人駕駛航空器運行的深度融合,持續(xù)不斷地對空域結(jié)構(gòu)、空域規(guī)則進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,進(jìn)一步拓展自主飛行空域,同步進(jìn)行,空域資源調(diào)配以及對應(yīng)的運行服務(wù)管理實現(xiàn)完全自動化;空域內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷精細(xì)深化,形成多種形態(tài)的空域體系,構(gòu)建起空域靈活使用機(jī)制,支持全空域的靈活運行,確保低空空域的運行始終處在有序、安全、高效的狀態(tài)之下。針對未來無人駕駛航空器高密度、大容量、高復(fù)雜運行環(huán)境場景,以安全為導(dǎo)向,以效率為追求,從傳統(tǒng)以管制為核心的空中交通管理,轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦虻涂诊w運行安全與效率,保障區(qū)域內(nèi)高密度有人無人智能調(diào)配、協(xié)同運行,逐步推進(jìn)低強(qiáng)安全導(dǎo)向的低空飛行服務(wù)技術(shù)演進(jìn)路線規(guī)劃如圖16近 中 遠(yuǎn)單一飛行標(biāo)準(zhǔn)服 多模式飛行協(xié)同服 智能自主全維服
圖 強(qiáng)安全導(dǎo)向的低空飛行服務(wù)技術(shù)演進(jìn)路第一階段(近期圍繞低空飛行活動基本需求,建設(shè)低空飛行服務(wù)單一平臺,提供飛行審批、在飛行前,基于運行規(guī)則和空域使用情況,對飛行活動進(jìn)行初步的自動化審批;在飛行中,能夠匯集融合多源態(tài)勢信息,對低空飛行活動進(jìn)行識別與顯示,并具備對不正常情況進(jìn)行告警以及應(yīng)急處置的能力;通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)格式,與軍民航空中交通管理機(jī)構(gòu)實現(xiàn)雙向通信,向空中交通管理機(jī)構(gòu)上傳航跡數(shù)據(jù),并對不正常情況進(jìn)行上報。依照統(tǒng)一的規(guī)則以及各自的權(quán)責(zé),建立起“軍民地”三方的便捷協(xié)調(diào)手段,形成運營商、軍民地協(xié)同管理的基礎(chǔ)模式。第二階段(中期針對低空飛行活動逐漸向高密度、多模式發(fā)展,建立更加完備的飛行服務(wù)體系。強(qiáng)化低空流量監(jiān)測、飛行軌跡優(yōu)化、沖突處理、飛行信息服務(wù)等能力,與航空器、起降場、空域管理等協(xié)同聯(lián)動,支撐更加高效安全的低空運行。構(gòu)建起多層級一體化的低空飛行監(jiān)管、服務(wù)與應(yīng)用運行平臺,具備需求預(yù)測和預(yù)先飛行規(guī)劃、飛行前流量管理以及沖突監(jiān)測、基于性能的運行風(fēng)險評估等功能。在飛行前,可基于對全局飛行流量的監(jiān)測,對飛行計劃進(jìn)行統(tǒng)籌,生成優(yōu)化的飛行路線,實現(xiàn)公共航線、起降場的多機(jī)協(xié)同間隔保持與協(xié)同管理。在飛行過程中,實現(xiàn)航空器飛行航跡秒級管理,提升對航跡偏離、跌落、低高度等不正常事件的預(yù)警能力,并對沖突風(fēng)險實現(xiàn)主動管理;運用數(shù)字化、信息化技術(shù)統(tǒng)一發(fā)布城市空中交通情況與運行相關(guān)的各類環(huán)境信息,包括地形以及地面障礙物信息,能夠為多個運營商同時提供航空情報、氣象服務(wù);加強(qiáng)與交通樞紐的銜接,探索多式聯(lián)運、無縫換乘等新型運輸服務(wù)模式。第三階段(遠(yuǎn)期隨著無人機(jī)自主任務(wù)規(guī)劃和智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的更進(jìn)一步發(fā)展,其自主探測、避讓、防撞等高度可靠的能力不斷提升,此時低空管理平臺會從著重強(qiáng)調(diào)安全的“管”朝著兼顧安全與發(fā)展的“放”與“服”進(jìn)行轉(zhuǎn)變,從而形成支撐智能自主飛行的全維度服務(wù)體系。運輸主體、有人無人駕駛航空器交通的智能調(diào)配和決策,形成智能自主的全維面向日益突出的低空飛行(合作與非合作目標(biāo))安全監(jiān)管問題,構(gòu)建涵蓋國家、省、市、區(qū)縣在內(nèi)多級聯(lián)動的低空安全監(jiān)管體系,實現(xiàn)部際聯(lián)動的安全監(jiān)管信息交互,進(jìn)一步通過提供精細(xì)化、分級分類的執(zhí)法手段,實現(xiàn)一體化協(xié)同執(zhí)法(含無人機(jī)反制。未來基于人工智能等先進(jìn)技術(shù),將低空安全監(jiān)管關(guān)口前移,通過安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)分析,提供智能輔助決策支撐,為政府低空飛行管控能力提升以及未來產(chǎn)業(yè)規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持,為低空用戶提供數(shù)據(jù)增值服務(wù)。智能化技術(shù)牽引的低空飛行全鏈條一體化安全監(jiān)管技術(shù)演進(jìn)路線規(guī)劃如圖
基于AI圖 低空安全監(jiān)管技術(shù)演進(jìn)路第一階段(近期近期,針對低空“黑飛”現(xiàn)象頻發(fā),低空安全監(jiān)管缺乏一體化平臺支撐問題,基于現(xiàn)有民航無人駕駛航空器綜合監(jiān)管平臺、無人機(jī)云等系統(tǒng)建設(shè)及信息交互情況,深入分析低空安全監(jiān)管需求,研究國家空域管理頂層機(jī)構(gòu)、工信、工商、市場監(jiān)督、出入境管理、公安、交通運輸、民航行業(yè)監(jiān)管等部門協(xié)同監(jiān)管機(jī)制及協(xié)同流程,構(gòu)建國家、省、市、縣多級聯(lián)動的低空安全監(jiān)管平臺,打通工信、工商、市場監(jiān)督、出入境管理、公安、交通運輸、民航行業(yè)監(jiān)管等部門的協(xié)同監(jiān)管鏈路,實現(xiàn)部際低空安全監(jiān)管信息交互共享,支撐低空航空器生產(chǎn)制造、銷售流通、運行、報廢等全生命周期的安全監(jiān)管。第二階段(中期在低空安全監(jiān)管平臺構(gòu)建基礎(chǔ)上,按照飛行前、飛行中、飛行后全過程,提供分階段、分級、分類的監(jiān)管手段。飛行前,基于航空器類型、航空器操控員、航空器作業(yè)空域范圍、作業(yè)類型等從低空空域安全、公共安全等角度提供飛行前安全評估手段。飛行過程中,對于飛行航跡與計劃不一致、違規(guī)停靠等低空違規(guī)行為,提供遠(yuǎn)程拍照合法性認(rèn)證、電子
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