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無人機應用發(fā)展關鍵基礎設施與低空公共航路網(wǎng)規(guī)劃

發(fā)布時間:2022-08-10 15:03:07  |  來源:中國網(wǎng)·中國發(fā)展門戶網(wǎng)  |  作者:廖小罕 等  |  責任編輯:殷曉霞

 

中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊   隨著現(xiàn)代高新技術的快速發(fā)展,全球民用無人機數(shù)量不斷增長,低空無人機應用場景日益多樣化,無人機及其應用正在逐漸影響甚至改變人類生活。中國已經(jīng)是無人機生產和運行大國,截至2021年12月31日,經(jīng)實名登記注冊的民用無人機數(shù)量達83.02萬架,日均飛行時間達4.57萬小時;民用無人機每年飛行時間已超過1800萬小時,約為民航運輸飛行量的2倍。進一步統(tǒng)計說明,輕小型無人機是低空飛行活動主體,其中90%以上無人機飛行高度低于120米(含),70%以上無人機飛行速度低于5米/秒;低空無人機飛行活動具有典型的“低,慢,小”特征。但是,低空環(huán)境復雜多變,起伏的地形地貌、高動態(tài)變化的建筑物,以及復雜的電磁環(huán)境和低空局部湍流都給規(guī)模化無人機應用帶來巨大風險。近年來,無人機“黑飛”“亂飛”事件頻發(fā),給國家、航空和公共安全帶來極大威脅。高效有序規(guī)范發(fā)展和管控無人機、保障低空運行安全十分迫切。

為了有序管理無人機應用,無人機監(jiān)管部門、生產企業(yè)、行業(yè)協(xié)會和科研院所等頒布或研發(fā)了相關監(jiān)管政策或技術手段來隔離無人機與傳統(tǒng)航空(軍/民航)及其他空域用戶活動,從而保障空域安全。主要包括:空域限制(無人機最大飛行高度、地理圍欄和隔離空域等)、沖突消減(最小安全間隔、探測和避讓等)和無人機交通管理系統(tǒng)等。無人機交通管理系統(tǒng)是一種綜合有效監(jiān)管手段,該系統(tǒng)通過對經(jīng)實名登記注冊且具備唯一識別碼的聯(lián)網(wǎng)無人機進行實時監(jiān)控和任務、時空資源的統(tǒng)一調度,從而實現(xiàn)了無人機積極管控和空域資源的合理配置。當前進展較快的包括美國國家航空航天局(NASA)研制的無人機交通管理(UTM)系統(tǒng)、歐洲航空安全局(EASA)推出的U-Space系統(tǒng)、中國民用航空局(CAAC)推動的民用無人駕駛航空器綜合管理平臺(UOM),以及新加坡項目團隊提出的城市場景下無人機城市交通管理系統(tǒng)(UTM-UAS)等。

通過上述監(jiān)管政策的實施或技術手段的支持,低空無人機運行得到初步規(guī)范。隨著政策的調整和完善及技術的發(fā)展,無人機監(jiān)管體系也將日趨完善。然而,監(jiān)管發(fā)展相對滯后于技術應用研發(fā),信息化、自動化等高新技術的快速發(fā)展及其在無人機領域的深度應用帶來的是更高標準的無人機飛行要求;尤其是在應對未來應用范圍廣、飛行頻次高、業(yè)務類型多、面向群體廣的低空規(guī)模化業(yè)務運行時,當前監(jiān)管體系面臨著更大的挑戰(zhàn)。和幾十年前傳統(tǒng)無人機比較,當代無人機是“新技術之花”,其牢牢扎根于先進高技術和眾多科技基礎設施中。無人機安全運行高度依賴飛機外部科技基礎設施提供支撐,包括全球導航衛(wèi)星、低延遲高帶寬通信、安全高效運行和有效監(jiān)視監(jiān)管等。無人機規(guī)模化商業(yè)運行時代,科學規(guī)劃和構建能提供相應支撐的關鍵基礎設施是無人機規(guī)模化安全高效運行的前提和基礎。

論文基于當前無人機應用發(fā)展與監(jiān)管現(xiàn)狀,分析無人機低空規(guī)模化業(yè)務運行對于基礎設施發(fā)展與建設的需求,并分析存在的主要問題;結合未來技術和政策發(fā)展趨勢,提出低空無人機應用發(fā)展建議,并總結低空無人機應用的未來挑戰(zhàn)。

低空無人機業(yè)務化運行對基礎設施的需求分析

低空無人機業(yè)務化運行要求

當代無人機的迅猛發(fā)展主要得益于科技發(fā)展的浪潮,例如:微電子技術帶動了無人機元器件和傳感器的小型化、集成化發(fā)展,新材料技術助力無人機結構趨于輕質化、多功能化,自動化技術帶來無人機的自動駕駛和作業(yè),通信技術實現(xiàn)無人機的高效測控和實時高帶寬圖像傳輸功能,燃料電池、鋰離子電池等技術延長無人機的續(xù)航時間,以及導航定位技術提供三維空間精準定位導航服務等。高新技術通過關鍵技術催生和若干“科技基礎設施”的形式支撐了無人機應用的大發(fā)展,為低空規(guī)模化業(yè)務運行提供了必要條件。

面向低空的規(guī)模化業(yè)務應用,運營商安全生產和政府安全監(jiān)管對無人機運行提出了高要求:“永不迷失”,是指在導航衛(wèi)星系統(tǒng)與各類增強導航系統(tǒng)支持下,無人機能實時獲取自身高精度位置信息;“永不失聯(lián)”,是指在無線網(wǎng)、衛(wèi)星和公網(wǎng)等通信技術及基礎設施支持下,無人機時刻處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài);  “有效管控”,是要求無人機用戶能按照軍/民航或地方政府頒布的空域和飛行管制要求進行合規(guī)飛行,并及時接收管制部門指令; “安全運行”,主要是對無人機運行的確定性和安全性的要求,包括無人機運行環(huán)境安全、無人機之間及其與“有人機”之間的運行安全。

基礎設施需求

外部公共或專用的基礎設施是支撐以上無人機業(yè)務化運行要求的基礎(圖1),主要包括以下4方面。

衛(wèi)星導航系統(tǒng)和各類增強導航系統(tǒng)提供無人機位置服務。當代無人機飛行離不開導航系統(tǒng),全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)和各類增強導航系統(tǒng)(包括SBAS和GBAS)為無人機高精度定位提供技術及基礎設施支撐服務[12]。GNSS能在地球表面或近地空間的任何地點為用戶提供全天候三維坐標、速度和時間信息。目前,全球主要有四大導航衛(wèi)星系統(tǒng),包括美國的全球定位系統(tǒng)(GPS),俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS),歐洲的伽利略導航系統(tǒng)(GALILEO),以及我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)。SBAS通過提供差分修正和完好性監(jiān)控數(shù)據(jù)加強GNSS監(jiān)測的精度和完好性,是衛(wèi)星導航的一種補充加強手段。衛(wèi)星導航信號結合GBAS,如通過參考站信息開展基于載波相位實時差分技術(RTK)的動態(tài)解算,能夠達到厘米級定位精度。通過GNSS、SBAS及GBAS等系列公共基礎設施,可實現(xiàn)無人機的動態(tài)位置實時解算、高速移動速度解算,提供全天時、全天候的時間基準和授時通信服務。這些服務具有高精度、高可靠、多模態(tài)、兼容組合的特點,客觀上為無人機飛行與監(jiān)管提供了非常重要的技術支撐。然而,復雜地理環(huán)境下(如城市、自然峽谷和森林)容易出現(xiàn)信號遮擋或阻塞,從而降低衛(wèi)星導航系統(tǒng)的可用性和定位準確性。對GPS精度的研究試驗發(fā)現(xiàn),由于山體或建筑物導致衛(wèi)星信號阻塞,無人機定位漂移可能超過20米。這使得用戶需要尋求其他獨立于GNSS的外部基礎設施解決方案。 

衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面移動通信網(wǎng)支撐無人機聯(lián)網(wǎng)通信。無人機安全飛行和監(jiān)管要求無人機必須時刻處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。當前無人機通信主要基于無線、衛(wèi)星中繼與地面移動通信技術。其中,無線通信通過數(shù)傳電臺或無線局域網(wǎng)技術(主要是指2.4吉赫茲)實現(xiàn),均需要進一步開發(fā)完善。無線數(shù)傳電臺在特定頻段上進行簡單點對點通信,存在頻譜資源可用性和通信延遲等挑戰(zhàn);無線局域網(wǎng)技術是一種短距離通信傳輸技術,存在信號易受遮擋和干擾等問題。無人機衛(wèi)星中繼通信通過專用機載模塊利用北斗等低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)實現(xiàn)遠距離通信,成本較高,一般應用于無人區(qū)等特殊作業(yè)場景,以及應急情況下的無人機通信服務。相比傳統(tǒng)通信手段,地面移動通信技術優(yōu)勢在于高速率、低成本和基礎設施覆蓋范圍廣。當前廣泛支撐無人機作業(yè)的地面移動通信技術主要是4G通信技術,基于覆蓋全國的4G通信基礎設施,在大部分應用場景下,監(jiān)管部門和用戶能實時獲取聯(lián)網(wǎng)無人機信號。隨著低空時代的到來,無人機業(yè)務化、商業(yè)化運行對實時通信提出了更高要求,高帶寬、低時延、端對端是保障低空業(yè)務化穩(wěn)定運行的基本條件。由于空中通信業(yè)務的特殊性,當前面向地面用戶的主流通信技術難于滿足數(shù)百米高度層和高帶寬穩(wěn)定應用要求,而具備高帶寬、低時延、滿足更深低空縱深覆蓋的新一代通信技術(如5G通信技術)將是低空無人機應用主要低成本保障性通信手段。

無人機交通管理系統(tǒng)和云系統(tǒng)服務無人機合法合規(guī)運行。當前各國都在建設無人機云端管理系統(tǒng),中國也提出了UOM一期建設框架,同時行業(yè)部門更早的時候也研發(fā)了無人駕駛航空器空中交通管理信息服務系統(tǒng)(UTMISS)服務平臺。在中國民用航空局的主導和授權下,各行業(yè)和企業(yè)也開展了一些無人機試點工作,如UTMISS在深圳和海南的空域開展審批試點工作。總之,頂層架構UOM,核心UTMISS,行業(yè)無人機云,以及公安部、工業(yè)和信息化部等部門關于無人機系統(tǒng)的政策(地理圍欄、無人機實名登記注冊等),都為無人機安全運行提供了相應支撐。當前,任何一架無人機都必須在合法云系統(tǒng)監(jiān)管條件下方能合法飛行。事實上,這也是一個服務無人機低空應用發(fā)展的重要基礎設施。中國科學院地理科學與資源研究所主持研發(fā)的“中科天網(wǎng)”云服務系統(tǒng)也獲得中國民用航空局批準運行。

高精度氣象預報和無人機驗證場支撐安全運行與科學實驗。在實際飛行中,切變風和大氣邊界層湍流等局地極端氣候一直是造成低空無人機運行事故的重要原因。尤其是在城市復雜環(huán)境下,風場的快速動態(tài)變化會降低無人機飛行的穩(wěn)定性,氣壓變化帶來的感知高度誤差也會降低無人機的定位精度,嚴重影響起降階段運行安全。為了保障低空無人機運行安全,需要提前預報和及時獲取沿途及起降場的天氣情況。然而,大區(qū)域范圍的高精度氣象預報要求高算力、高存儲空間和精細化高分辨率天氣預報模式支持,當前區(qū)域氣象預報模式模擬結果的時空精度還達不到要求,尤其是風力風速的預報還存在比較大的誤差,無法滿足高頻次的低空商業(yè)運行需求。另外,在無人機應用進程中,需要在特定區(qū)域特定場景內進行多類別無人機科學實驗,以驗證沖突避讓、低空監(jiān)管、對地遙感等關鍵技術的可行性與合理性。無人機驗證場是一種保障無人機科學試驗飛行安全的重要基礎設施,其對于無人機未來商業(yè)化運行不可或缺。近20年來,中國科學院地理科學與資源研究所和空天信息創(chuàng)新研究院等已陸續(xù)在全國結合中國科學院野外科學臺站或通過與地方合作,建設了一批面向多應用場景的無人機綜合驗證場(圖2),初步形成無人機空港服務網(wǎng),并在科學觀測試驗和應急觀測實踐中發(fā)揮了重要作用。

基礎設施問題分析

目前,公共或專用的基礎設施支撐無人機運行還局限于小規(guī)模、低頻次和簡單環(huán)境。面向未來無人機商業(yè)化運行大發(fā)展,尤其是低空無人機規(guī)模化和體系化發(fā)展,當前基礎設施服務體系還存在以下問題需要不斷完善和改進:對于高精度導航,GPS和廣播式自動相關監(jiān)視系統(tǒng)(ADS-B)等當前常用無人機導航和監(jiān)視技術在復雜城市環(huán)境中存在位置誤差較大、高密度環(huán)境過飽和等問題;在通信覆蓋方面,無線通信易受環(huán)境干擾,衛(wèi)星通信成本較高,地面移動通信基礎設施無法有效覆蓋空中通信需求;對于低空無人機運行的監(jiān)視監(jiān)管,無人機監(jiān)管平臺及云交換系統(tǒng)只能監(jiān)管主動接入系統(tǒng)的無人機,無法有效監(jiān)管未注冊和非合作無人機,也無法有效避免無人機與地表障礙物的碰撞;對于安全運行,現(xiàn)行氣象預報服務也僅適用于區(qū)域尺度要素數(shù)值預報,沒有針對飛行路線的帶狀氣象定制服務,無法保障低空氣象預報及時滿足業(yè)務化運行需求。

總之,由于缺乏滿足發(fā)展需求的技術體系和相適應的科技基礎設施支撐,規(guī)模化無人機在緊鄰復雜地理環(huán)境的低空無法做到常態(tài)化安全高效運行,其中將低空公共航路作為安全高效運行的保障性新型基礎設施這一觀念逐漸獲得地方政府和空域監(jiān)管部門的認可。當前無人機管理系統(tǒng)和云平臺實際上是沒有航路的,而構建航路在近些年已經(jīng)為很多物流企業(yè)所實踐。以低空公共航路為核心,在當前基礎設施水平和高技術發(fā)展基礎上,融合高精度多組合導航定位、5G聯(lián)網(wǎng)通信、精細氣象預報等新一代技術,構建以航路為載體的低空無人機應用服務能力,升級完善固有基礎設施或者新建基礎設施形成新型基礎設施體系,對于應對規(guī)模化低空業(yè)務運行十分重要。

低空公共航路網(wǎng)是低空無人機運行關鍵新型基礎設施

關于為無人機運行預設航路,當前國內外存在一種有爭議的學術觀點,即無人機的發(fā)展是遵循自由飛行還是沿航路飛行。溫故知新,民航運輸發(fā)展經(jīng)歷了自由飛行到航路飛行的歷史。早期,在飛機數(shù)量少的時候飛行員在航線選擇上有很大的自由度。現(xiàn)在飛機越來越多,缺乏航路劃設和管制造成了嚴重的機毀人亡事故,這促使各國在全球范圍內建立了完善的空中交通管理(ATM)體系。空域管理問題可以比喻為泳池管理問題。當游泳池里面人滿為患,并且需求與能力各異時,如何提升游泳池利用率?設計泳道是很好的解決方案。其實航路就是空中的“泳道”,也是解決低空無人機有序運行的“良方”。人自身具備很好的探測與避讓(D&A)功能,但是人足夠多時游泳池還是需要規(guī)劃泳道。同理,盡管無人機可以通過D&A功能實現(xiàn)避讓,對于規(guī)模化無人機安全高效運行,航路將是重要選項。

無人機低空公共航路發(fā)展現(xiàn)狀

2017年,中國科學院首先提出發(fā)展無人機低空公共航路倡議。2019年,中國民用航空局將低空航路納入《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例(征求意見稿)》,確定了國內發(fā)展無人機低空航路的趨勢。UOM系統(tǒng)雖然沒有航路服務功能,但是中國科學院和中國民用航空局簽訂了戰(zhàn)略協(xié)議,中國科學院重點項目支持研發(fā)的春蠶系統(tǒng)(ARPS)在科技層面實現(xiàn)了與中國民用航空局UOM的耦合(圖3)。春蠶系統(tǒng)也是國內首個具備航路規(guī)劃與仿真飛行驗證功能的系統(tǒng),包括智能化算法庫、高動態(tài)海量基礎地理信息與遙感大數(shù)據(jù)平臺、航路網(wǎng)規(guī)劃構建與仿真驗證模塊和系統(tǒng)產出的“天路圖”(圖4)。

2021年12月,中國科學院牽頭制定的“面向無人機運行的低空空域結構化框架標準”(IEEE Std 1939.1TM-2021)正式出版,這是電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)首個關于無人機低空運行的國際標準。該標準定義了一種以低空公共航路為核心,旨在促進無人機交通管理安全和有效發(fā)展的無人機低空空域結構,包括網(wǎng)格技術、遙感數(shù)據(jù)、通信與聯(lián)網(wǎng)、航路規(guī)劃、運行和管理等內容(圖5)。其中,網(wǎng)格和編碼技術是構建結構化低空的基礎性技術,遙感及其地物識別提取是低空結構化建設所需地表地理信息的重要來源,通信和聯(lián)網(wǎng)技術可為低空無人機運行提供高質量、安全可靠的通信和數(shù)據(jù)鏈路,低空航路是一種精細的低空空域結構,運行和管理技術從UTM建設角度提供航路運行建議。

無人機低空公共航路構建關鍵問題

低空地理環(huán)境復雜多變,不僅有著起伏的地形地貌和動態(tài)變化的合法/非法建筑物,以及電網(wǎng)、高塔、風車等人工構筑物,還有局地極端天氣。同時,在低空運行的航空器會帶來噪音,影響居民生活,并且機地通訊也易受電磁環(huán)境和地形干擾等,這些都是不利無人機飛行的因素。因此,在低空規(guī)劃航路困難重重。要發(fā)展和建設無人機低空公共航路基礎設施,以下2個關鍵問題亟須解決。

無人機低空公共航路敏感約束地理要素快速識別與精準提取。清晰明確的地理環(huán)境是低空無人機安全運行的前提條件。城市低空環(huán)境復雜多變,地物尺度精細。由于重返周期和空間分辨率等限制,衛(wèi)星遙感手段很難滿足高動態(tài)精細地理信息獲取的要求。隨著傳感器技術的不斷發(fā)展,機動靈活的無人機通過搭載多類型傳感器逐漸成為動態(tài)獲取高清遙感影像的有效手段。基于此,通過半自動/自動化的地物識別與提取算法,用戶可以快速獲取高精度航路敏感約束地理要素信息。為支撐大范圍規(guī)模化商業(yè)飛行,建議構建航路空間范圍內關鍵約束要素的動態(tài)更新周期與飛行安全間定量關系,并通過大數(shù)據(jù)平臺等技術手段整合不同來源的高分辨率高動態(tài)更新無人機遙感數(shù)據(jù),從而降低地理信息獲取、更新和航路維護的成本。

約束地理要素三維凈空范圍的科學確定。地理圍欄是一種通過劃定凈空范圍來保障禁飛區(qū)安全和規(guī)范無人機運行的技術手段。空域監(jiān)管部門通過劃定永久或臨時凈空范圍來限制無人機活動。從已公布的地理圍欄數(shù)據(jù)來看,當前凈空范圍遠超無人機避障所需空間。當代無人機已經(jīng)可以靈活快速躲避障礙物,而例如離電力線和塔桿一公里等凈空范圍的規(guī)定,雖能降低無人機碰撞風險,但也極大地降低了低空空域資源的利用率。因此,為了應對業(yè)務化運行時代低空空域資源的稀缺性問題,建議進一步科學論證約束地理要素的三維凈空范圍,尤其是一些關鍵的地理約束要素(如建筑物等)和重要的飛行條件(如噪聲、隱私等),明確無人機與上述要素的安全間隔。

基于低空公共航路的新型基礎設施建設展望

在信息化、自動化和高性能計算等新一代技術迅速發(fā)展的背景下,開展以低空公共航路為核心的通信、導航、監(jiān)視(CNS)和航路氣象服務等專用能力建設是未來面向低空業(yè)務化運行的新基建發(fā)展趨勢,建議形成如圖6所示的新基建體系。

構建基于低空公共航路的無人機CNS能力

通信。當前地面移動通信基礎設施布局無法有效覆蓋300米高度以上的無人機通信需求,易出現(xiàn)信號中斷等問題。構建基于低空公共航路的高速率、高帶寬、低延時的專用通信環(huán)境將是一種低空通信能力提升手段。公共通訊基礎設施的開放,以及專用通信能力的建設將支持高速移動遙感無人機大容量數(shù)傳和大范圍通信的跨基站無縫切換。建議基于現(xiàn)有地面移動通信基站布局,通過大規(guī)模天線陣列和波束賦形等新技術切換更窄的波束朝向低空運行無人機,據(jù)此優(yōu)化調整航路沿途的通信基站天線朝向,實現(xiàn)空中信號增強覆蓋;結合5G等新一代通信技術基站的波束覆蓋特點完善現(xiàn)有基站的布局設計,保障低空通信的空間連續(xù)性,縮短多地面站之間的通信切換時間。

導航。針對復雜環(huán)境下導航定位漂移問題,建議通過使用基于圖像的導航系統(tǒng)、協(xié)作導航或信號,以及額外的地面基礎設施輔助,實現(xiàn)更高的定位精度[22]。例如,GPS和蜂窩移動通信網(wǎng)絡的組合可將誤差降低至厘米級。針對GNSS短時間內誤差限寬問題,結合具備短時間內高精度位置優(yōu)勢的慣導系統(tǒng),可以提高精度、可靠性和數(shù)據(jù)的更新效率,更好地服務于無人機導航定位需求。

監(jiān)視。在傳統(tǒng)雷達不足以監(jiān)視低空無人機運行的背景下,非合作無人機一直是導致“黑飛”“亂飛”的主要原因。針對非合作無人機的低空監(jiān)視,自主、高效的低空監(jiān)視網(wǎng)建設應是未來發(fā)展方向。無論是合作對象還是非合作對象,都應具備被監(jiān)管能力。但是對于全國土范圍內的低空全域監(jiān)管,投資將非常巨大。因此,建議基于低空公共航路建設低空監(jiān)視網(wǎng)。對于重點大范圍區(qū)域,可以進行局部的全域監(jiān)視網(wǎng)建設。同時,開發(fā)克服ADS-B限制的先進監(jiān)視系統(tǒng),更高的飛行自由度將需要更復雜的CNS技術支撐。基于航路的低空監(jiān)視服務網(wǎng)建設將是低空產業(yè)鏈的“技術底座”和平穩(wěn)運行的“能力保障”。

基于高精度預報系統(tǒng)提供低空公共航路氣象服務

高精度氣象預報的核心在于保障高空間分辨率和高預報頻次,尤其考慮到城市低空環(huán)境的復雜性和運行無人機以輕小機型為主等特點,基于航路的氣象預報需要達到米級和小時級,短距離航路甚至需要達到分鐘級。如何在有限計算資源空間內兼顧空間分辨率和時間效率?基于航路的帶狀核心氣象要素數(shù)值模擬是一種有效手段。例如,有學者基于高分辨率氣候模式模擬了京津冀地區(qū)無人機低空公共航路沿途風速風向數(shù)值,并與氣象臺站實際觀測數(shù)據(jù)進行對比分析。然而,當前基于航路的精準帶狀天氣預報研究進展無法滿足無人機運行對氣象預報的高時效性要求。建議采用自適應網(wǎng)格技術進行帶狀氣象數(shù)值快速模擬,核心問題在于氣象模式模擬時自適應網(wǎng)格大小及網(wǎng)格移動方式的設置。另外,如何獲取高動態(tài)更新的城市湍流廓線也是值得探討的問題,已有學者利用無人機搭載微小型氣象站來監(jiān)測獲取城市湍流信息。中國科學院相關團隊也在航路氣象預報方面做了一些探索,并在上海金山至浙江舟山群島的無人機海上運輸中進行了實際應用,通過模擬溫度、氣壓、風速、風向、濕度、降水概率等氣象指標數(shù)值預報50—300米高度層的高精度氣象信息,為長距離航路運行提供氣象保障。


當代無人機是高新技術交叉融合孵化出來的“新技術之花”,其在低空的安全、高效運行需要充分用好衛(wèi)星導航特別是北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)、衛(wèi)星和地面移動通信等公共基礎設施服務。在無人機規(guī)模化商業(yè)運行時代,需要進一步開發(fā)利用高精度導航、新一代移動通信網(wǎng)等重要基礎設施服務能力,規(guī)劃和建設好面向低空無人機大規(guī)模商業(yè)化應用的低空公共航路網(wǎng)、云監(jiān)管、低空監(jiān)視、航路氣象預報等專用基礎設施規(guī)劃建設,特別是超前規(guī)劃多層級與地面基礎設施有機銜接的無人機低空公共航路網(wǎng)新型基礎設施。為了加快推進低空公共航路網(wǎng)建設,需要中央或更多的地方政府層面出臺相關政策支持,從法律法規(guī)、關鍵技術突破和數(shù)據(jù)獲取等科學層面深化航路規(guī)劃構建理論研究和應用實踐推進,為未來城市空中交通新型基礎設施建設和安全高效運行提供系統(tǒng)關鍵技術與基礎性解決方案;并借助我國民用無人機產業(yè)領先優(yōu)勢,抓住低空經(jīng)濟發(fā)展新機遇,將低空無人機大規(guī)模商業(yè)化運行作為低空經(jīng)濟“動脈”,帶動無人機制造業(yè)和服務業(yè)的發(fā)展。在國家和地方建設新型基礎設施有關政策支持下,相信未來幾年低空“天路”在深圳等先行示范區(qū)內將率先開展深化研究與實際應用探索。


(作者:廖小罕、徐晨晨,中國科學院地理科學與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點實驗室  中國科學院無人機應用與管控研究中心 中國民航局民航低空地理信息與航路重點實驗室;葉虎平、房世峰、林靜,中國科學院地理科學與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點實驗室 中國民航局民航低空地理信息與航路重點實驗室;譚翔,中國科學院無人機應用與管控研究中心;黃耀歡,中國科學院地理科學與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點實驗室。《中國科學院院刊》供稿)



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