数字低空测试与验证白皮书(第一阶段)总结
一、数字低空背景
数字低空经济以低空空域为依托,通过通信、感知、导航等技术融合,推动物流、巡检、文旅等场景智能化应用。其发展面临高密度、高频次、异构化等挑战,亟需完善测试与验证体系。
二、数字低空测试与验证发展现状
国外发展现状
- 政策方面:美国、欧洲、日本、韩国等出台相关政策法规,推动数字低空发展。
- 技术创新方面:ASSURE联盟、美国东北大学、麻省理工学院等开展无人机系统研究;欧盟SESAR启动CORUSFIVE项目;日本软银研究高空通信平台;德国启动KOMSENS-6G项目。
- 产业落地方面:美国FAA建立UAS测试场地,开展BEYOND计划和无人机融合试点;欧洲建立UAS测试中心网络;美欧企业进行eVTOL运行验证。
国内发展现状
- 政策方面:《国家综合立体交通网规划纲要》、《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》等政策支持数字低空发展;中央经济工作会议将低空经济确立为国家战略性新兴产业。
- 技术创新方面:中国移动提出“通感管导”低空智联网;粤港澳大湾区数字经济研究院提出“智能融合低空系统”;中国联通发布智慧低空应用平台和低空安全监管平台。
- 产业落地方面:中国建立多个低空经济测试试验基地,开展“通感一体化网络”部署试验;超126万架无人机,17个民用无人驾驶航空试验区和3个试验基地。
三、数字低空测试与验证现存的问题
- 测试与验证架构缺失
- 测试工具不足
- 标准化建设滞后
- 场景适应性不足
四、数字低空测试与验证标准研制现状
国外标准研制现状
- ISO发布民用轻小型固定翼无人机飞行性能试验方法和低气压环境下试验方法
- 欧洲电信标准化协会启动ISAC行业规范组
- 3GPP发布无人机系统支持技术规范和传感与通信一体化研究技术报告
- IEEE发布无人机低空空域结构框架标准和无人驾驶飞行器蜂窝通信终端功能和接口规范建议
国内标准研制现状
- 国家标准化管理委员会发布民用轻小型无人机系统环境试验方法和安全性通用要求
- 中国民用机场协会发布民用机场无人驾驶航空器系统监测系统和电动垂直起降航空器起降场技术要求
- 中国民用航空局发布低空联网无人机安全飞行测试报告
- 中国通信标准化协会开展低空智联网、面向5G-A的通感一体网相关测试规范研究
五、数字低空测试与验证
范畴、对象及目标
数字低空系统由低空物理设施层、信息基础设施层、数字化空间层和低空应用层构成。测试与验证对象包括低空物理设施成熟程度、信息基础设施服务质量、数字化空间发展水平以及低空应用系统能力。
体系架构
提出“四横三纵”架构,“四横”覆盖物理设施、信息基础设施、数字化空间和应用系统,“三纵”通过模拟仿真、封闭区域和开放区域测试,全面评估系统性能与可靠性。
测试方法与验证技术
- 测试方法:基于用例的测试方法、基于场景的测试方法和公共开放空域测试
- 测试技术:虚拟仿真测试、硬件在环测试、封闭空域测试
六、数字低空典型测试验证场景
- 低空物流:包括快递配送、应急物资投放、医疗运输等,测试内容包括飞行性能、通信系统、安全性、导航与定位精度等。
- 低空文旅:包括空中观光、飞行表演、景区配送、景区管理等,测试内容包括通信与导航系统、安全性、旅游体验等。
- 低空载人:包括城市间短途运输、旅游观光、紧急医疗救援等,测试内容包括飞行动态监视、空域和航路能力、通信网络性能、低空协同运行管理等。
- 低空巡检:包括电力线路、油气管道、桥梁、高速公路等基础设施检查和维护,测试内容包括通信链路、成像与传感器、数据处理与分析、智能识别精度等。
- 低空消防:包括城市消防救援、森林防火灭火等,测试内容包括飞行性能、通信链路、成像与传感器、灭火弹吊舱设计、实际场景灭火等。
七、数字低空测试与验证指标
- 低空物理设施测试与验证指标:适航性、动力系统性能、飞行性能、环境适应性、电磁兼容性、安全性、可靠性等。
- 低空信息设施测试与验证指标:通信性能指标(通信速率、时延、连接规模等)、感知性能指标(感知精度、感知范围、感知位置精度等)、计算与存储性能指标(计算能力、数据吞吐量、响应时间等)、安全与可靠性指标等。
- 低空数字空间测试与验证指标:数据接入网(传输性能、误码率、同步特性等)、数据交换网(吞吐量、背板带宽、包转发率等)。
- 低空应用系统测试与验证指标:飞行计划管理、飞行跟踪与监视、运行控制与信息发布、系统稳定性与可靠性、用户体验等。
八、总结
数字低空测试与验证体系的完善是低空经济高质量发展的重要推动力。白皮书提出的“四横三纵”架构和测试方法与技术,为数字低空系统测试与验证提供了科学依据。未来需持续技术创新、完善标准体系、提升场景适应性,构建开放、共享、高效的测试与验证生态,推动低空经济规模化应用。