数字低空安全技术体系白皮书

摘要近年来，我国低空产业需求旺盛，作为战略性新兴产业，低空产业既包括传统通用航空业态，又融合了以无人机为支撑的低空生产服务方式。在2024年全国两会上，“低空经济”首次写入《政府工作报告》。做为新质生产力的重要代表，“低空飞行”正在全面融入人民生产生活，是未来经济新的重要增长点，随着顶层设计的逐步完善、政策支持的持续加力，我国低空经济将快速发展，并展现巨大的潜力，预计到2026年低空经济市场规模破万亿，低空经济将带来亿级移动用户低空经济呈现出多元化、智能化、生态化的发展趋势，也不可避免地带来新的安全风险，对安全工作提出了新的挑战。安全是低空经济发展的首要条件，低空经济的发展需建立在安全的基础之上。低空经济涉及公共、企业、个人的关键业务和隐私涉密数据、整体安全环境复杂，低空飞行器的任务多元复合，低空安全风险危害更大。低空飞行器碰撞坠机事故、无人机“黑飞”以及潜在的利用飞行器窃取敏感信息、妨碍活动开展、干扰交通运行等犯罪行为等新问题对低空经济发展提出了挑战，需要与之相适应的管理能力。因此，需充分认识低空经济的复杂性及重要性、谨慎对待并做前瞻性考虑，建立健全低空安全体系，支撑未来低空产业健康、有序发展。本白皮书从低空安全现状入手，结合低空经济安全面临的诸多挑战，围绕安全和可信的目标，构建了“三层两翼”低空安全技术体系架构，对支撑低空安全架构的关键技术进行了深入阐述，并列举了低空安全实践案例，最后给出了低空经济安全的发展建议。期望能够为低空安全研究提供可参考的技术方向，推动业界对低空安全达成共识，保障低空经济安全、稳定和可持续发展。 增长及百亿级收入增长新动能。 第一章概述低空经济是以低空空域为依托，在高度1000米以下（可扩展至3000米），以民用有人驾驶和无人驾驶航空器为主，以载人、载货及其他作业等多场景低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。做为新质生产力的重要代表，低空经济的快速发展不可避免地带来新的安全风险，对安全工作提出了新的挑战。党中央、国务院高度重视低空经济发展，明确将其列为重大发展战略。2023年中央经济工作会议首次将“低空经济”列入战略性新兴产业，随后在2024年3月的《政府工作报告》中提出“积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”。二十届三中全会在《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》中提出要“发展通用航空和低空经济”。2024年7月，习近平总书记在中共中央政治局就推进现代边海空防建设进行第十六次集体学习上指出，要做好国家空中交通管理工作，促进低空经济健康发展。随着低空经济相关政策的陆续出台，我国低空装备快速崛起，新一代信息技术支撑有力，使低空经济具备了一定的竞争优势。在低空装备方面，2023年，我国民用无人机产品交付超过322万架，消费级、工业级无人机占全球市场70%。在信息化基础设施方面，我国5G基站总数达到400多万个，全球占比约60%。在应用场景方面，无人机在应急救援、城市安防、电力巡检、国土测绘、农林植保、消防等场景已先后落地，商业表演、体验飞行等低空经济+旅游的应用场景也在积极推随着低空空域成为国家战略资源，低空经济必将成为经济社会发展的新引擎。低空智联网作为低空制造、低空保障、低空飞行和综合服务等低空经济主要产业的支撑，依托空天地一体化网络基础设施，通过整合地面蜂窝移动网络、卫星网络、地面宽带网络等基础设施，融合运用数字化、网络化和智能化技术，提供低空通信、导航、监测等信息和数据能力。低空智联网可以实现低空飞行器的监控和管理、航线的规范、效率的提升，促进空域资源的合理利用，从而极大延展低空飞行器低空智联网包括低空飞行器等终端、低空信息基础设施和低空飞行管控三大层面： 1.1低空经济发展现状动中。的应用领域，具有巨大的经济价值。 1）低空飞行器等终端层：由低空载具和航电系统组成，包括机载通信设备、多源导航设备、机载感知与识别设备以及智能航行设备。2）低空信息基础设施层：包括低空的通信、导航、监视基础设施。通过整合地面蜂窝网，卫星系统等多种通信设施资源，确保低空网络全方位立体覆盖，并依托蜂窝网络的通感一体技术，实现飞行物的精准识别，有效避免冲突风险。3）低空飞行管控层：针对低空空域内的飞行设备、飞行人员、飞行过程、资源占用等进行监管和运营服务，支撑低空空域各信息交互主体间的信息同步、航迹规划、用频率行为等的管理，并实现低空飞行管控及服务能力应用开放。1.2低空安全的重要性发展低空经济，安全是首要问题。这不仅体现在维护公共安全和社会稳定上，低空安全更是低空经济高质量发展的基石。维护公共安全和社会稳定：低空经济直接关联公共安全、国家安全和社会稳定。随着低空经济的发展、低空飞行器数量的增加、低空飞行器的任务多元化，低空整体安全环境将变得复杂，可能带来新的社会问题，如扰航、飞行器碰撞坠机事故、无人机“黑飞”和禁飞区划定等问题。低空经济涉及公共、企业、个人的关键业务和隐私涉密数据，随着无人机等低空飞行器的广泛应用，大量的数据收集、传输和处理将成为常态，如地空、空空之间的海量数据交互等，无人机收集的数据可能包含敏感信息，不法分子可能通过黑客手段控制无人机进行非法活动，利用低空设备获取敏感信息等，对国家安全构成威胁。因此，加强低空空域管理，防止非法利用飞行器，对于维护国家安全和社会稳定至关重要。促进产业稳健可持续发展：低空经济涵盖制造、服务等多链条，安全事故将引发蝴蝶效应，影响上下游产业协同，打断产业升级、技术创新节奏，使产业关联受损。因此，作为新质生产力的代表，低空经济的健康发展需要建立在坚实的安全基础之上。通过加强低空安全防护，为低空经济的多元化应用提供稳定的运行环境。保障低空飞行安全：随着低空经济的大规模发展和应用领域的拓展，低空环境的飞行安全问题日益严峻。在复杂立体的低空交通环境中，大规模的低空飞行器执行任务时可能会遭遇多种动态复杂的障碍和威胁，包括飞行器间的碰撞、与建筑物或其他障碍物的碰撞等高危风险。在立体交通环境中，低空飞行器一旦发生碰撞事故则可能会对空域秩序、公共财产甚至人民安全造成严重威胁，其严重性远大于地面交通。单无人机仅通过自身资源在单视角受限环境中的自主防碰撞系统极难规避所有安全风险，因此迫切需要整合数字低空网络多维通信资源，将无人机自主安全增强与集群安全甚至空管安全系统形成有效衔接，通过协调通信构建多层次高可靠的安全增强体系，为低空飞行器的安全飞行保驾护航。 1.3低空安全相关政策法规低空经济涉及多个领域和部门，需要完善的法律法规来规范其发展。良好的政策法规体系是低空经济健康发展、良好运行的有力保障。国际方面，2019年欧洲航空安全局(EASA)发布了两部欧盟无人机通用条例，《欧盟委员会第2019/945号授权条例-关于无人驾驶航空器系统和无人驾驶航空器系统第三国运营人》和《欧盟委员会第2019/947号授权条例-关于无人驾驶航空器运行规则和程序》。两部条例以运行风险为基础，对无人机进行分类管理；建立注册登记系统、远程识别系统以及地理感知系统，为U-Space奠定基础；2023年，欧盟发布了《Protection againstUnmannedAircraftSystems》，旨在应对无人机潜在威胁，确保无人机数量不断增加和技术快速发展的同时，民用空间的威胁不会失控的增加。2023年美国CISA(网络安全和基础设施安全局)发布《Secure yourDrone:Privacy andDataProtectionGuidance》，将无人机系统纳入国家空域系统和关键基础设施组织，将网络安全和实体安全纳入支持无人机安全运行的政策和程序，通过空域感知进行可靠的威胁识别，并有效减轻对国家安全和公共安全的可信威胁。我国政府在推进低空经济建设的同时，推进以安全为底线，开放空域，管放结合，强化对低空安全合规发展的要求。由国务院和中央军委联合发布的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，是第一部专门针对无人驾驶航空器制定的政府行政法规，标志着我国无人机产业进入有法可依的新阶段，此条例于2024年1月1日实施；同日实施的还有交通运输部的《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》、工信部的《民用无人机驾驶航空器无线电管理暂行办法》《民用无人机驾驶航空器生产管理若干规定》；另外，我国首部针对民用无人机的强制性国家标准(GB42590-2023)《民用无人驾驶航空器系统安全要求》，于2023年5月发布，2024年6月1日正式实施。强制性系列法规标准的实施，使低空驾驶航空器的管理法规从无到有，进入规范有序发展时期。 第二章低空安全威胁分析近年来，低空产业已呈现快速发展的态势，低空经济作为一种新型经济形态，为经济增长提供了新的动力源泉，但是也带来了新的挑战。低空经济呈现出多元化的发展趋势，低空业务广泛涉及农林渔业、电力能源、交通运输、工业制造、医疗救援、气象探测等重点行业。在低空经济飞速发展的同时，低空安全问题亦日益凸显，不容忽视。若空域、低空飞行器、基础网络设施等遭到安全威胁和入侵，将会严重影响低空领域关键业务系统的稳定运行，进而严重威胁经济社会稳定和人民低空经济是以低空飞行活动为核心，涵盖低空飞行器及载具、低空数字网络、低空飞行管控及服务平台等技术的综合性经济形态。尽管低空经济带来了巨大的市场机遇，但其特性也带来了前所-多样化飞行装备，包括无人机、载人飞行器、固定翼飞行器、旋翼机等，这些飞行器有着不同的技术标准、运行方式、通信协议和任务类型。如何在同一空域中监测和协调不同类型的飞行器安全飞行是低空经济面临的难题。-高密度飞行器，低空空域将变得更加拥挤，空域资源紧张和飞行器密度增加会导致管理的复杂性和潜在的空中冲突。如何在高密度飞行环境中保持飞行器的安全运行，尤其是处理飞行器间的冲突规避、航线规划和优先级管理，是低空经济空域管理的核心挑战。-高频次飞行活动，尤其是在物流、短途出行等场景下，飞行器的高频次运行带来了调度和空域设施共享使用的挑战。传统的空域管理模式难以应对如此高频的飞行活动。-复杂化飞行环境，城市中密集的高层建筑、自然障碍物、天气因素都可能对飞行器的运行带来影响。传统航空基于净空假设的管理和飞行模式在低空飞行不再适用。2.低空经济安全问题的复杂性异构多样化、高密度、高频次和高复杂度的低空经济特性也带来了低空经济安全问题的特殊性-空域飞行碰撞风险高，城市楼宇、地形地势、地面障碍物等造成了飞行活动的复杂环境，复杂的城市建筑环境也带来了小空间、短时间内多变多样的复杂气象条件，密集的飞行器共享有限的低空空域，增加了飞行器之间、飞行器与低空漂浮物之间的冲突碰撞风险。 生产生活。2.1低空经济的特征未有的挑战。1.低空活动具有以下特性：和复杂性。例如： -飞行器门槛低，很容易低成本组装一架不遵守任何标准和规范的无人机，导致其难以监测，难以辨别，难以控制、及时反制等一系列安全问题。-对社会和公共安全影响大，常态化、高密度、高频次、低高度的飞行活动必须考虑对环境、个人隐私、社会舆情的影响，同时需考虑对人民生命财产、治安、国防等国家安全的影响。-数字化、智能化、自动化管控要求高，低空环境中，飞行器运行更加动态、密集，低空大规模飞行不能再依赖传统的人工空域管理方式，需要依赖数字化技术实时监控和优化资源配置，数字化、智能化管理是提升运行效率和保障安全的必要手段。2.2终端层安全威胁终端飞行器、传感器等设备异构，低空飞行器的高密度、高频次的飞行活动，飞行器组装门槛低等特点，极易导致飞行器失控、飞行碰撞、GPS欺骗、传感器受扰以及数据隐私泄露等安全风险。2.2.1无人机飞行碰撞风险低空领域未来将如同地面交通一样“车水马龙”，低空运输无人机、低空巴士在此间穿梭不息的同时也面临着与其他飞行器发生碰撞的潜在风险。比如飞行器操作者忽视飞行规则、出现操作失误；非法无人机的黑飞行为；或是空域管理体系未能进行良好引导与规范等，都可能致使低空飞行器误入非授权飞行空域，加剧碰撞事故的风险。2024年7月，某品牌无人机因飞行高度限制被意外解除，竟攀升至2000米高空，并近距离