低空经济正朝着智能化、网联化、协同化方向发展,但也面临着飞行安全、交通安全、公共安全等系统性运行安全问题。为解决低空经济运营中因系统孤立、条块分割导致的“难认知、难协同、难管控”等问题,白皮书提出了泛在安全低空数智网技术体系,该体系包含感知网、定位网、通信网、管控网、业务网五层架构,以实现物理与数字空间融合,支撑大规模低空无人机的全时空信息交互与高效智能管控。
低空经济安全运行挑战及管控需求
- 难感知:低空环境复杂,现有探测手段难以全面感知低空目标和电磁环境。
- 难协同:无人机种类多、能力差异大,缺乏有效的协同避撞机制。
- 难管控:现行备案式管理体制与低空运行管控机制分离,难以实现精细化管控。
- 未来发展趋势:智能化(具身智能)、网联化(5G-A/A2X)、协同化(A2X技术)。
泛在安全低空数智网络体系
- 五层架构:
- 感知网:通过雷达、电磁感知、红外视觉等多域融合技术实现低空环境泛在覆盖。
- 定位网:结合卫星定位、RTK差分定位、网络化高精度载波相位定位等技术实现全域全场景覆盖。
- 通信网:采用5G-A RedCap和A2X技术实现低空广域覆盖和多模式通信。
- 管控网:建立独立于互联网的低空飞行管控网络,实现无人机接入和管控。
- 业务网:基于管控网构建多层级管控服务网络,支持跨域域间互通。
泛在安全低空数智网络关键技术
- 多域融合网络化低空感知技术:
- 通信感知一体化技术:利用5G-A频段实现通信与感知功能融合,提升探测精度和通信性能。
- 低空电磁环境感知技术:通过信号调制识别、辐射源识别、协议盲解析等技术实现电磁干扰定位。
- 多源联合低空高精度定位技术:
- 蜂窝网络载波相位定位技术:利用5G-A基站实现厘米级定位,精度可达分米级甚至厘米级。
- 多站主被动协作定位技术:通过多基站协同提升探测精度,满足低空目标主动探测定位需求。
- 空地协同智能机器通信技术:
- 低空空地通信技术:采用5G-A RedCap技术实现低空广域覆盖,满足中等速率通信需求。
- 低空直通通信技术:利用A2X技术支持无人机间直通通信,实现自主协同和空地一体化运行。
- 传控分离的智简管控网络技术:
- 低空飞行管控网络技术:支持多制式空地通信接入、移动性管理、低空飞行态势汇聚与按需开放。
- 算网一体资源管控技术:通过APN/DNN网络切片和边缘计算实现资源按需调度。
- 群体智能低空态势演化技术:
- 基于演化博弈和蒙特卡洛树搜索算法,实现低空多无人机联合航迹规划。
低空空域运行管控场景与控制模式
- 低空空域态势认知:利用通感一体基站实现低空探测与通信一体化,融合多源感知信息形成综合态势。
- 低空飞行情报与飞行服务:为飞手和自动驾驶无人机提供气象、限飞、空域态势等飞行情报,并辅助航迹规划。
- 低空飞行管控:通过低空飞行管控网实现对合作式无人机的超控,以及对非合作目标的快速识别和对抗管控。
- 跨域低空飞行服务移交:通过低空飞行管控网实现无人机跨域飞行的空地链路接续和管控权移交。
- 跨省低空飞行服务移交:通过省域间UARF协调,实现跨省域无人机飞行服务移交。
总结与展望
泛在安全低空数智网技术体系通过通感导一体化技术、独立飞行管控网络、跨域跨省互操作等手段,为低空经济提供泛在安全运行支撑,推动空地一体化交通体系构建,促进低空经济生态体系健康发展。