低空安防融合感知技术应用蓝皮书：面向重要低空管制区域

低空安防融合感知技术应用蓝皮书 ——面向重要低空管制区域 中兴通讯股份有限公司中国信息通信研究院浙江凡双科技有限公司上海特金信息科技有限公司北京历正科技有限责任公司理工全盛（北京）科技有限公司江苏君立华域信息安全技术股份有限公司 引言 近年来，党中央、国务院高度重视低空经济产业发展。2023年12月，中央经济工作会议强调“打造低空经济等若干战略性新兴产业”，随后的全国工业和信息化工作会议提出“打造低空经济新增长点”，2024年3月，低空经济首次写入政府工作报告，提出“积极打造低空经济等新增长引擎”。2024年7月，党的二十届三中全会提出“深化综合交通运输体系改革，发展通用航空和低空经济”。2025年3月，《政府工作报告》中明确提出“推动低空经济安全健康发展”，规模化低空飞行活动是低空经济产生价值的基础，但实现可监管下的安全运营已成为发展低空经济的重要保障。 低空安防是保障低空经济安全健康发展的重要手段。低空安防包括两大领域：一是重要低空管制区域的低空安防，这类区域主要包括政府科研要地、机场、能源基地、边境口岸等，一般情况下严控无人机飞入；二是运营航线航路的低空安防，涉及合规运营无人机与黑飞无人机的智能识别和管制。本蓝皮书重点针对重要低空管制区域开展安防研究，总结典型场景及其安防需求，梳理低空安防技术手段，提出针对典型场景的低空安防综合解决方案，并分享相关实践案例，为业界同行提供重要参考，推动低空经济技术和产业良性发展。针对低空运营航路的安防，我们将在后续规划低空通导监解决方案相关蓝皮书，并进一步进行阐述。 本蓝皮书总结形成各典型场景的低空安防指标需求，多来自于产业调研和相关项目实践，一旦有行业标准出台，我们将对照标准进行修订完善。 目录CONTENTS 低空安防融合感知的必要性和关键挑战01.01 1.1 低空安防对融合感知提出更高诉求1.2 低空安防融合感知面临的挑战0203 低空安防融合感知场景和需求02.04 2.1 低空安防融合感知主要场景2.2 低空安防融合感知基本业务需求0506 低空安防融合感知与反制主要技术及设备03.07 3.1 融合感知与反制系统概述3.2 探测技术及设备3.3 反制技术及设备3.4 低空探测管控平台08081521 典型场景低空安防融合感知方案及应用案例04.25 4.1 民航机场4.2 边境口岸4.3 重要活动场所263134 总结与展望05.38 低空安防融合感知的必要性和关键挑战01 低空安防对融合感知提出更高诉求低空安防融合感知面临的挑战 01 低空安防融合感知的必要性和关键挑战 1.1 低空安防对融合感知提出更高诉求 低空安防需实现合规无人机及黑飞无人机、飞鸟等飞行物的探测监视，并对有安全隐患的飞行物进行反制，确保低空管制区域飞行安全。今年政府工作报告中强调，“推动低空经济安全健康发展”，构建高效协同、智能化的低空安防体系，已成为保障国家安全和社会稳定的关键任务。 伴随着物流配送、城市管理、应急救援、载人运输等低空应用场景的逐步拓展，低空无人驾驶航空器将呈现广域大范围、大规模、混合飞行的态势，“黑飞”扰航、敏感空域入侵、非法投递等风险事件同步激增，对公共安全、航空秩序、关键设施防护乃至国家安全的威胁不断加剧，低空安防需求呈现全域化、高频化特征，低空无人机探测感知与反制能力建设需求急剧攀升。因此，亟需梳理我国低空重点安防场景及其关键挑战，提出低空安防在探测感知与反制等领域的主要技术及其适用场景，形成低空安防融合感知的综合解决方案，助力低空经济安全健康发展。 低空感知与反制是实现低空安防的重要技术手段，其主要包括两大环节，分别是探测感知与反制。其中，探测感知负责对低空无人机或其他物体进行探测、动态追踪与身份识别，综合利用脉冲波、频谱、光电等感知手段，确认入侵物体类型、速度、位置等，是低空安防过程中的“眼睛”；反制负责在发现威胁目标后，实现无人机或其他飞行物的管控与打击，综合运用电磁压制、物理拦截等手段，确保入侵物体不会对目标监视区域造成侵害，是低空安防过程中的“手脚”。 虽然部分机场、边境口岸等重点安防场所部署了雷达、视频等感知设施和电磁压制等设备，但针对低空空域的多类型飞行器、多样化攻击手段等特征，低空安防技术防御体系整体仍处于起步阶段。此外，虽然现有感知探测和反制存在多种技术手段，但单一技术在实现功能、适用场景等方面各有差异，单一探测感知和反制技术无法满足各种低空安防场景的需求，构建多技术融合的低空安防体系成为未来的重要发展趋势。低空融合感知就是利用5G-A通感一体、低空监测雷达、无线电侦测等多种技术手段，根据应用场景特点和需求，通过设备联合部署与优势互补，构建低空安防的综合性实时动态监测体系，并利用电磁压制、激光摧毁等各类技术手段，形成低空安防的协同反制体系，为解决低空安防过程中的关键挑战提供技术能力。 1.2 低空安防融合感知面临的挑战 随着低空经济快速发展，政府科研要地、机场、能源基地、边境口岸等重点场所及运营航线航路的低空安防形势日益严重。然而，当前低空安防融合感知与反制在需求指标构建、技术手段供给、基础设施建设等方面仍处于发展初期，低空安防面临极大挑战。 低空安防融合感知场景和需求02 低空安防融合感知主要场景低空安防融合感知基本业务需求 02 低空安防融合感知场景和需求 2.1 低空安防融合感知主要场景 针对重要低空管制区域，机场、政府科研要地、边境口岸、能源基地、石化基地、大型活动场馆等成为低空安防融合感知的重点。 机场 包括各个等级民航运输机场、通航机场、军事机场等。机场低空安防需保障飞机起飞降落安全，防止各类低空无人机、飞鸟和其他空飘物等的非法侵入。同时，在民航机场内，还需避免作业车辆、人员误闯跑道，对安防提出了额外要求。 政府科研要地 包括政府机关、重要科研机构等重要场所。政府科研要地低空安防需要防止无人机入侵窃取国家机密或者进行恶意破坏，从而保障政府机关和重要科研机构的办公安全、人员安全以及机密信息安全等。 边境口岸 包括边境线及海关口岸。边境口岸低空安防主要防止无人机进行走私活动、利用无人机进行拍照和非法监测。 能源基地 包括核电厂、火电厂、水电站、变电站等。能源基地低空安防需防止非法人员利用无人机等破坏、干扰能源基地的正常运行，并有效预防机密信息窃取等行为。 石化基地 包括石油化工园区、大型油库等。石化基地低空安防需防止非法人员利用无人机等入侵，预防火灾事故等，有效预防机密信息窃取等行为。 大型活动场馆 主要包括大型体育场、集会广场等。大型活动场馆低空安防主要指重大活动期间防止黑飞无人机扰乱活动正常进行或者恶意破坏造成的民众安全事件。 2.2 低空安防融合感知基本业务需求 当前，大部分低空安防场景尚未有明确的业务指标需求，我们根据项目实践提炼，构建了探测概率、误报率等八大指标，并根据区域安防场景的安全发现、防御级别等需求，按照高、中、一般等级分三种情况，梳理了典型指标需求总览，如表2.1所示。 低空安防融合感知与反制主要技术及设备03 融合感知与反制系统概述探测技术及设备反制技术及设备低空探测管控平台 03 低空安防融合感知与反制主要技术及设备 3.1 融合感知与反制系统概述 低空安防融合感知与反制系统主要由探测系统、反制系统和探测管控平台构成，如图2.1所示。探测系统负责通过探测技术实现无人机或其他飞行物的感知探测，确认入侵物体类型、速度、位置等；反制系统负责利用反制技术实现无人机或其他飞行物的管控与打击，确保入侵物体不会对目标监视区域造成侵害；探测管控平台针对目标监视区域向对应的探测系统下发探测监视任务，探测系统实时上报探测结果到平台，一旦发现入侵无人机或其他飞行物，平台将通过光电探测拍照取证等方式并确认入侵物体类型，按需通知反制系统进行相应反制，最终通过探测系统查看入侵目标是否清除。同时，探测管控平台与上层监管平台互联，上报监管数据。 3.2 探测技术及设备 5G-A通感技术 通信感知一体化技术（ISAC，Integrated Sensing and Communications）是5G-A的关键技术之一，通过将通信与感知功能深度融合，实现了“一网两用”的技术突破。 5G-A通感一体化通过在基站中集成通信与雷达感知功能，复用频谱资源和共享设备软硬件资源，使网络具备环境感知、目标检测与定位、轨迹跟踪等功能，如图3.2所示。 5G-A通感基站感知基本工作原理如图3.3所示，与雷达（Radio Detection and Ranging, RADAR）工作原理类似，主要通过计算无线电波发射波和目标回波的时延、目标的多普勒效应频偏、不同天线波束收到目标回波的强度差异，给出探测目标的精确定位和速度感知。 传统雷达一般采用脉冲波进行感知探测覆盖，由于脉冲波的发射和脉冲回波的接收之间存在空隙，所以传统雷达虽然探测距离远但低空覆盖存在盲区。针对该问题，5G-A通感基站创新采用“脉冲波+连续波”双波形感知技术：采用连续波进行近距离感知覆盖，保证基站感知区域内无探测盲区；采用脉冲波进行远距离感知覆盖，提升基站的感知距离；“脉冲波+连续波”实现低空远距离连续覆盖，如图3.4所示。 所以，5G-A 通感一体技术具有较强的感知性能，可以有效支持低空应用场景，其主要感知性能指标如表3.1所示。 此外，5G-A通感基站还具备目标识别的能力，可以区分不同的目标类型，如图3.5所示。例如，在低空安防场景中，5G-A通感基站通过识别引擎区分无人机和鸟，以减少不必要的预警。目标识别的基本原理是利用感知回波中的幅度、相位、频谱和极化等目标特征信息，通过多维空间变换来估算目标的大小、形状等参数，最后根据大量训练样本所确定的鉴别函数，在分类器中进行识别判决。为了提升目标识别效果，在5G-A通感基站中，还会引入AI技术，对不同场景不同类型的目标信号特征和运动特征进行数据收集、模型训练和学习，并将训练好的模型和参数用于实际场景和系统中，从而实现对目标类型的准确识别。 对于低空安防的高标准和高要求，利用5G-A通感基站的主动探测性、高灵敏度和7*24h不受环境因素影响的特性，同时结合其他传统感知手段实现优势互补，可以实现精准管控的目标。具有如下优点： 广覆盖：基站易组网，无低空覆盖盲区；高感知精度：超大规模阵列，米级定位精度；多模态融合：标准接口可结合多种设备，提供全面解决方案；智能化：实现AI目标识别和航迹跟踪；演进能力强：作为3GPP国际标准，具备持续的演进能力，未来演进到6G阶段的通感技术具备更强大的功能和更丰富的应用场景。 5G-A通感技术主要有以下不足： 低空业务测试尚不充分：5G-A通感属于新兴技术，截止到2025年上半年，商用基站规模仅有约1千个，针对低空感知业务的相关性能指标尚需更多场景验证。 单站感知范围弱于专用雷达：由于输出功率等因素，5G-A通感单站感知距离小于专用的低空雷达，仅能通过多站组网覆盖进行弥补。 低空监测雷达技术 低空监测雷达通过向空中发射无线电波，并接收目标反射回来的回波，实现对低空飞行目标的探测、定位、跟踪和识别，基本工作原理如图3.3所示，其典型设备形态如图3.6所示。 相比传统雷达，为了在复杂环境下实现对无人机等“低慢小”目标的精确探测及跟踪，低空监测雷达采用了脉冲多普勒体制、有源相控阵技术、抗杂波处理、目标识别等关键技术，其主要工作频段是X波段/Ku波段，基本性能指标如表3.2所示。 低空监测雷达的主要优点： 探测覆盖范围广：单站探测距离≥5km（RCS=0.01㎡），覆盖高度可以达到1000米以上高净空区域；高精度探测：采用先进的相控阵技术，能够实现对目标的快速扫描和高精度定位；全天候作战：不受昼夜、天气等自然条件限制，能够全天候持续工作，确保对低空飞行目标的实时监测。 低空监测雷达的主要不足： 虚警率较高：对复杂背景的分辨能力较弱，容易受到地面杂波、植被反射等因素影响，易产生虚警；探测盲区