低空通导监及气象技术白皮书

2025.04 目录 低空通导监及气象技术白皮书...............................1 摘要....................................................1 1.引言..................................................2 1.1背景与意义...................................................21.2目标与范围...................................................2 2.低空通导监及气象技术概述..............................4 2.1定义与分类...................................................42.2发展历程与现状...............................................52.3主要应用领域.................................................6 3.1通信技术.....................................................83.2导航技术.....................................................93.3监视技术....................................................113.4气象技术....................................................133.5数据处理与分析..............................................15 4.系统架构与集成.......................................16 4.1系统组成....................................................16 数字低空工作组 4.1.5控制与安全系统................................................284.1.6地面支持系统..................................................294.2系统集成与互操作性..........................................304.3安全与隐私保护..............................................31 5.1无人机交通管理..............................................335.2城市公共服务................................................345.3城市空中物流................................................355.4农业与环境监测..............................................365.5应急救援与灾害管理..........................................37 6.1技术挑战....................................................38 6.2法规与政策..................................................41 6.2.1现有政策......................................................416.2.2政策漏洞......................................................426.2.3政策优化建议..................................................43 6.3.1市场前景......................................................446.3.2可能的商业模式................................................45 6.4未来发展趋势................................................46 7.结论.................................................48 7.1总结........................................................48 8.参考文献.............................................51 摘要 《低空通导监及气象技术白皮书》由数字低空TG7工作组牵头编制，系统梳理了低空通信、导航、监视及气象技术的核心框架与应用场景，旨在为低空空域的安全高效运行提供技术支撑与标准化指引。随着无人机、城市空中交通及低空物流的快速发展，通导监气技术通过融合5G、卫星通信、高精度导航及智能感知等关键技术，逐步构建起覆盖通信、定位、环境监测与空域调度的综合体系，支撑农业监测、应急救援、城市物流等多样化场景。然而，当前仍面临通信信号覆盖盲区、动态频谱管理不足、数据隐私保护等挑战。未来，技术将朝智能化、集成化与全球化方向演进，依托人工智能、边缘计算及空天地一体化网络，推动低空经济与智慧城市深度融合，并通过国际合作与标准统一，构建安全、开放、可持续的低空生态。聚焦低空空域智能化管理需求，提出技术标准与系统化解决方案。 1.引言 1.1背景与意义 随着无人机、低空飞行器等新兴航空设备的广泛应用，低空空域的使用变得越来越频繁，特别是在物流配送、城市空中交通、农业监测和应急救援等场景中，低空空域管理的复杂性和重要性日益凸显。当前，针对低空空域的通信、导航、监测和气象保障技术尚未形成统一的标准和系统化的方案，导致各国和地区在低空空域安全管理方面存在不一致和技术空白。因此，行业内亟需编制一份白皮书，系统梳理相关技术框架、标准和应用场景，这将有助于建立技术标准和行业规范，从而确保低空空域飞行器能够安全、高效地运行。 通过统一低空空域的通信、导航、监测及气象数据处理标准，不仅能够提升无人机、低空飞行器与地面系统之间的互操作性，还能有效降低空域管理的复杂性，避免通信干扰和空域冲突。同时，这些标准也可为相关技术的发展和创新指明方向。在空域管理的不同场景中，如无人机交通管理（Unmanned Aircraft Traffic Management System,UTM）、低空物流、灾害应急等，通信、导航、监测及气象技术的融合应用至关重要。通过白皮书的发布，技术开发者和决策者将能够更好地理解这些技术的现状与未来趋势，从而推动新型设备和系统解决方案的研发，进一步提升低空空域管理的效率。 此外，统一标准的制定还将推动国际合作，促进各国在低空空域技术上的交流与协作。低空空域作为新兴的空域资源，其安全和发展关系到全球航空活动的整体格局。统一的标准与技术体系有助于建立全球范围的低空空域监管网络，确保各国在技术应用和政策制定方面保持协调一致，共同应对低空空域管理的挑战。 1.2目标与范围 低空通信、导航、监测及气象技术（通导监气）白皮书的目标是为低空空域管理提供全面的技术框架与标准体系，促进低空空域的安全、高效运行，并推动相关技术的创新与应用。随着无人机、城市空中交通、低空物流等领域的迅猛发展，白皮书旨在梳理通信、导航、监测及气象保障技术，为政府监管机构、技术研发企业、行业用户提供清晰的指导和规范。同时，白皮书还希望在国际范围内建立统一的低空空域管理标准，推动全球航空业、科技界在 低空技术上的合作与协同，确保跨区域的空域安全。 白皮书的范围涵盖以下几个方面： 1、通信技术：将详细阐述适用于低空空域的无线电频段、通信协议和技术标准，确保无人机和低空飞行器能够与地面控制中心、其他飞行器实现稳定、低延迟的通信。它还将探讨多种通信方式的无缝融合（如5G、卫星通信、专用航空频段等），以应对复杂的低空空域环境。 2、导航技术：将介绍精确的低空导航解决方案，包括全球卫星导航系统（GlobalNavigation Satellite System,GNSS）、惯性导航系统（Inertial Navigation System,INS）、地基增强导航（Ground-based Augmentation Systems, GBAS）和视觉导航（Vision Navigation，VN），确保低空飞行器能够在多样的地形和环境中精准飞行。特别是在城市空中交通领域，导航技术的高精度和稳定性将成为重点讨论内容。 3、监测技术：将探讨空域监测技术的应用，包括雷达系统、视觉感知、自动相关监视广播(Automatic Dependent Surveillance–Broadcast,ADS-B)等技术，帮助空域管理者实时了解低空飞行器的动态位置、飞行状态以及空域使用情况。还将分析这些监测技术如何实现自动避障、空中冲突预警和实时空域调度。 4、气象技术：低空空域的气象环境变化较大，白皮书将覆盖为无人机和低空飞行器提供实时气象服务的技术，尤其是如何通过微型气象站、气象卫星、无人机自身传感器等技术，提供实时天气预报、飞行气象条件评估，帮助飞行器规避极端天气影响。 2.低空通导监及气象技术概述 2.1定义与分类 低空通信、导航、监视及气象技术是保障低空空域中无人机、低空飞行器等航空器安全、高效运行的核心技术体系，覆盖通信联络、飞行导航、空域监视以及气象预警等多个方面。通过协同工作，这些技术能够实现信息的高效交互与整合，提供稳定的飞行保障与空域管理支持。随着无人机、低空物流和城市空中交通的发展，通导监气技术正成为低空空域管理的基础。 1、基本概念 1）低空通信：指的是在低空空域中，飞行器与地面控制站、其他飞行器之间的信息传递。低空通信技术的核心是确保稳定、实时、双向的数据传输，支持飞行控制、状态反馈、任务指令等功能。常用的通信方式包括5G、无线电频段、卫星通信和专用航空通信网络等。 2）低空导航：帮助飞行器在低空空域中实现精确定位和航线控制，确保其在复杂环境中安全飞行。常见的导航方式包括GNSS、INS、GBAS（如差分GPS）和VN等技术。 3）低空监视：主要用于空域管理者对低空飞行器的实时监控，保障飞行安全。通过监视技术，地面控制中心可以了解飞行器的位置、速度、高度等参数，并对空域进行管理，避免冲突和碰撞。主要技术包括雷达、自动相关监视广播系统、视觉感知系统和飞行数据记录系统等。 4）气象技术：通过气象传感器、气象雷达、无人机搭载的气象设备，飞行器能够获取实时气象数据，避免受到恶劣天气的影响。气象技术可以提供风速、气温、湿度、气压等重要信息，并为飞行计划制定提供依据。 2、技术功能分类 1）通信技术：包括无线电通信（如VHF/UHF）、5G网络、卫星通信、Wi-Fi等，主要用于飞行器与地面及其他飞行器之间的信息传输。 2）导航技术：包括GNSS、INS、GBAS、VN等，用于提供精确的飞行定位和航向控制。 3）监视技术：包括雷达监控、自动相关监视广播系统、视觉识别、红外成像等，用于实时监控飞行器位置、空域情况和飞行动态。 4）气象技术：包括气象站、气象卫星、无人机传感器等，用于提供实时天气数据和气 象预警。 2.2发展历程与现状 低空通信、导航、监视及气象技术的发展历程反映了科技进步