2024低空航行系统白皮书.pdf

低空航行系统拥抱低空经济安全智慧飞行Embracing the Low-Altitude Economy Intelligent Flight with Safety AssuranceLow-Altitude Aviation System(LAAS)中国电子科技集团有限公司China Electronics Technology Group Corporation2024 年 9 月引言 1一、低空经济时代背景 2二、低空航行面临挑战 4三、低空航行目标愿景 5（一）运行概念 5（二）能力构想 7（三）阶段目标 8四、低空航行系统 10（一）体系架构10（二）系统组成11（三）系统演进141.低空航空器 142.起降场 163.通导监系统 174.飞行管理服务监管系统 255.数据与信息服务 32五、结束语 35目录引言1低空经济是以有人驾驶和无人驾驶航空器的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，涵盖航空器研发制造、低空飞行基础设施建设运营、飞行服务保障等产业。作为新质生产力的典型代表，低空经济崭露头角，有望成为继新能源汽车之后，我国经济发展的又一强劲新动能。伴随应用市场的多元化拓展以及市场主体的持续丰富，在技术创新的有力推动下，趋向于产业融合发展的低空经济格局正逐步开启。中国电科基于自身在空域管理体系与运行、通导监气象系统和装备等方面的特有优势，首次提出低空航行系统（LAAS）的概念。低空航行系统，是低空空域大规模开放后，应对地空一体、军民地一体运行挑战的体系性解决思路。从空域管理、飞行服务、安全监管与秩序保障等体系运行的核心问题入手，保障低空安全智慧飞行。本书聚焦建设低空航行系统实现安全智慧飞行所需的六大能力，即“灵活精细的低空空域管理、高效智能的飞行服务、开放融合的通导监保障、空地/空空协同的自主飞行、军民地协同的安全监管、泛在可信的数据与信息服务”，规划了系统构成中航空器、起降场、通信、导航、监视、空域管理、飞行服务、安全监管、信息服务（含气象）等的发展目标及演进路线。可为行业伙伴构建低空飞行保障体系提供有益借鉴，为地方府高效保障低空飞行活动提供关键支撑，为国家统筹全局推动低空经济高质量发展提供重要参考。引言INTRODUCTION2政策支持与发展规划：2021年，低空经济首次写入国家综合立体交通网规划纲要；2023 年，绿色航空制造业发展纲要（20232035 年）出台，中央经济工作会议正式将低空经济列为国家战略性新兴产业，中华人民共和国空域管理条例（征求意见稿）、无人驾驶航空器飞行管理暂行条例发布；2024 年，低空经济首次被写入政府工作报告，通用航空装备创新应用实施方案（20242030 年）、民用无人驾驶航空器运行安全管理规则等发布，党的二十届三中全会提出，健全现代化基础设施建设体制机制，发展通用航空和低空经济。中共中央政治局第十六次集体学习上，习近平总书记再次强调做好国家空中交通管理工作，促进低空经济健康发展。沪、深、皖、琼、杭、渝等多地同步出台地方性低空经济政策规划，为低空经济繁荣提供了有力指引和保障。技术革新与产业基础：我国航空器动力装置、机载系统等加快升级换代，现代航空产业体系基本形成。通信感知一体化、北斗+5G高精度导航定位、AI+大模型等新技术广泛应用，电动垂直起降航空器（eVTOL）等新产品研发进程加速，彻底改变传统通用航空业态。国内有一定规模的无人机与eVTOL制造企业超250家（截至2024年5月），工业无人机制造商达到1.4万家左右（截至2024年1月），中国无人驾驶航空器的销量已占据全球约70%的市场份额（截至2024年1月）；实名登记无人机近190万架（截至2024年6月），无人机操控员持证人数超19.44万人（截至2023年12月），运营企业超1.4万家（截至2023年12月）；在册通用机场数量452个（截至2024年3月），固定运营基地、飞行服务站、专业维低空经济时代背景一3一、低空经济时代背景修站、直升机起降点、无人机起降点等基础设施数量逐年增多。产业链完善与应用场景拓展：低空经济的产业链长、辐射范围广，上游主要为构建中游各类低空产品的原材料（包括金属原材料、复合材料、特种橡胶与高分子材料等）与核心零部件（包括电池、电机、飞控、机体等）；中游主要为航空器制造（如无人机、eVTOL、飞行汽车、通航飞机等）、低空基础设施建设和飞行保障服务等；下游主要为应用运营端，涵盖物流配送、交通出行、旅游观光、农林植保、空中巡查、应急救援等多元化场景。完整的产业链是我国发展低空经济的优势。市场潜力与增长预测：2023年我国低空经济规模5059.5亿元，同比增速33.8%；预计到2026年有望突破万亿元，到2030年有望突破2万亿元，低空经济市场潜力巨大，发展前景广阔。4空域管理模式挑战：低空航行对安全和效率的追求将引起空域管理方式、业务服务流程的体系性变化。管理模式，以管制为主向以服务为主转变；管理对象，从管航空驾驶员向管无人机操作员再到管低空航行系统转变；管理主体，从行业部门专业化管理向多部门联合管理转变。低空安全保障挑战：安全是高效低空航行活动的前提，也是确保低空经济健康有序发展的关键。目前各地在先行先试原则下开展的低空活动存在监管体系不健全、监管手段不足等问题，飞行密度增加势必造成公共安全（飞行安全、空中交通安全(空管)、要地安全(空防)、地面设施及人员安全、隐私及信息安全、环境安全等）风险激增。标准体系建设挑战：现有民航的基础设施建设、运行管理、数据交换等标准体系针对低空航行的适配性不足，迫切需要低空领域顶层标准体系指引相关能力建设。低空航行面临挑战二5（一）运行概念自然资源是经济实现长远规划和健康发展的根本性基础，是经济活动得以顺利开展的前提条件。传统军民航运行在空域资源开发利用上主要聚焦于中高空领域，低空空域在很大程度上处于一种管而不用的闲置状态，未能充分发挥其应有的价值。低空空域的逐步开放，本质是对空域自然资源进行有序释放与深度发掘的过程。是一把钥匙，用来开启空域资源新的利用之门，使其可以为经济和社会带来更广泛的可能性与更多的发展机遇。低空航行是在低空空域开放条件下，基于地面保障设施无缝指引和低空航空器自主避让的常态化低空飞行活动。在真高(1)120米（含）以下W类空域，运行的航空器类型包括微、轻、小、中型无人机。在真高120米（不含）到真高300米（含）范围的G类空域，运行的航空器类型包括轻、小、中型商业无人机。在真高300米（不含）到真高1000米（含）范围的E类空域，运行的航空器类型为中、大型无人机和eVTOL、飞行汽车等跨界新型航空器。未来随着飞行业务的发展，其运行空域有望逐步向上扩展至真高3000米。运行概念如图1所示：(1)真高：指相对地面高度，而非海拔高度。低空航行目标愿景三6低空航行系统图 1低空飞行运行概念示意图低空航空器：低空航空器包括各种通航飞机、动力滑翔伞、热气球、飞艇等有人驾驶航空器，微、轻、小、中、大型无人机，以及eVTOL、飞行汽车等跨界新型航空器。控制模式涵盖人在回路中(1)（控制）与人在回路外(2)（监视）。起降场：有固定式、机动式和移动式，是保障低空飞行的关键基础设施。通导监系统：为低空飞行提供通信、导航、监视等保障能力的基础设备与配套信息系统。飞行管理、服务、监管系统：为空中交通管理的组成与延伸，是为低空飞行提供空域管理、飞行服务、安全监管等服务与秩序保障(3)功能的配套信息系统。信息服务：是为低空经济参与方（服务提供者、消费者和管理者等）之间提供高效便捷信息交互服务的设施与系统。(1)人在回路中：是一种系统设计和运行的概念，指在一个自动化或智能化的系统中，人类始终参与到系统的运行和决策过程中，对系统的输出进行监督、评估和干预。(2)人在回路外：是与“人在回路中”相对的概念，指在系统运行和决策过程中，人类不直接参与或干预，系统完全依靠自身的算法、模型和预设规则进行自主运行和决策。(3)秩序保障：确保空中交通管理活动能够在一种稳定、规范、有序的状态下进行。涵盖了空中交通的各个方面，包括飞机的飞行路线、高度、速度的管控，通信的顺畅，导航的准确等，以维持整个空中交通系统的正常运转，避免混乱和冲突。三、低空航行目标愿景7（二）能力构想安全飞行是低空经济健康发展的根基与前提条件。低空飞行活动若无法切实有效确保安全，会引发公众对低空经济的担忧与质疑，进而影响社会对低空经济的接受程度与支持力度，对低空经济的稳定发展不利。智慧飞行是低空经济实现规模发展的基石与保障。借助高效智能的低空航行系统，能够增强飞行安全、提高运营效率、拓展应用场景，吸引更多企业投身于低空业务之中。安全智慧飞行是低空经济茁壮成长的重要支撑和推动力。建设低空航行系统，实现安全智慧飞行，需要发展六大能力，如图2所示：图 2能力构想灵活精细的低空空域管理：相较于静态分割管理、固定使用的传统空域管理，低空空域管理强调动态性。通过建立低空空域精细时空划设机制，能够面向各类低空飞行活动高效动态分配空域资源，显著提升低空空域使用效率，增强非预期状况的应急处置能力，保证低空飞行活动的高效性与安全性。高效智能的飞行服务：低空飞行服务方面向多运行人、多类型无人机、多场景，构建高效智能的运行管理能力体系，以情报数据、气象数据、城市数据等为底座，统一管理和服务全域低空飞行活动，保障运行全过程的安全和效率。开放融合的通导监保障：由于低空运行环境、飞行规模、航空器性能和法规8低空航行系统制度的不同，其对通信、导航、监视等方面的能力要求与传统民航飞行存在较大差异，无法直接沿用民航相关建设经验和设备系统，需要建设基于标准式架构，融合卫星互联网、公网/专网通信、北斗/惯导导航、微波/视觉主被动监视等技术为一体的低空通导监保障体系。空地/空空协同的自主飞行：自主飞行强调飞行的行为决策主体是低空航空器而非统一的指挥中心；空地协同强调决策时需要引入微气象(1)条件、地面交通状况、临时性社会活动等信息；空空协同强调决策时需要引入前后机实时位置及气象数据、空中交通状况、临时空域管制等信息。军民地协同的安全监管：安全是低空经济发展的根本原则。安全监管有两层含义，首先是低空飞行活动对飞行安全和信息安全的防护要求，其次是由低空飞行活动带来的空防安全和公共安全挑战。两层安全均需要军地协作，齐抓共管。泛在可信的数据与信息服务：数据与信息服务是低空数字化运行的基础支撑。泛在强调服务的无所不在、随遇接入的多源分布特征；可信强调服务的来源可信、传输可信、计算可信、存储可信。（三）阶段目标近期（2025年）：先行先试补齐短板。在农村、城乡结合带以及城市低空示范区等公共安全风险相对可控区域内，重点聚焦农林植保、国土测绘、应急救援、城市安防、电力巡检等典型应用场景：针对300米以下飞行活动，完善现有基础设施，实现低空飞行的通信感知和导航定位；针对300米以上飞行活动，在现有飞行服务站、无人机综合监管平台的基础上，建设兼容民航、通航的低空通导监系统和飞行管理、服务、监管系统，掌握各类低空飞行活动状态，支持局域的定点飞行、广域巡查飞行。推动建立地市、省、国家三层低空飞行管理服务平台。建立相应的合法适飞运行监管体系，确保航空器满足适航标准。用户根据相(1)微气象：在近地面的低空范围内，由于局部地理环境、地形地貌、植被覆盖、建筑物分布等因素的影响，导致出现的一些小尺度、短时间的特殊气象现象和气象条件。低空微气象的特点包括：空间尺度小，通常只在几百米甚至几十米的范围内发生明显变化；时间变化快，可能在短时间内（几分钟到几小时）就出现显著的气象要素改变。userid:120097,docid:174543,date:2024-09-10,三、低空航行目标愿景9关管理规定获得飞行资质，执行飞行前相关检查与报备后，即可自由开展低空飞行活动。中期（2027年）：建纲立制打牢基础。在国家相关空域管理和基础设施建设政策法规指导下，因地制宜开展信息基础设施建设。围绕安全智慧飞行与处置，针对300米以上飞行活动，积极推动移动宽带通信、空地宽带数据链和微波主被动感知等系统建设；针对300米以下飞行活动，积极推动多光谱多视角联合感知能力建设，提升超低空空域开发和高效利用的能力。实现起降和航路区域全程连续可靠管控。在飞行服务能力上，具备处理飞行申请，间隔控制(1)与流量管理、运行态势全面监控等能力。支持局域的定点飞行、广域巡查飞行、基于固定航路或通道的运输飞行。依托预先划设的低空飞行走廊，开展具有频次较高、距离较长、飞行线路较为固定特点的区域间物流、城郊市中心通勤、交通枢纽接驳等点到点的跨区域飞行。航空器具备相应性能与一定智能网联能力，地面保障设施具备黑飞探测与反制能力，覆盖航路重点区域。远期（2030年）：想飞秒飞高效协同。在常态化规划试点运行基础上，提升智能化、个性化服务保障能力，面向城市核心区、低空试验区等重点区域的高密度飞行场景，开展高密度、大容量飞行场景下的自主运行保障探索。针对此类运行具有高频次、高密度、高复杂性、有人/无人混合的特点，采用空地协同的自主运行模式，通过平台积累的大量飞行数据和智能算法模型，赋能航线网络立体化布局、空域精细化管理、飞行协同化管控，实现低空航空器与地面保障设施的协同自主运行。航空器具备高可靠性与全面智能网联能力；地面保障设施具备高带宽低延时网络通信空域全覆盖、低空空域数字化管理、大量飞行活动下的空域资源匹配与路线规划、运行态势全面监控与接管、低空气象精确感知、黑飞探测与反制等能力。(1)间隔控制：指为了确保航空器在飞行过程中的安全，对相邻两架航空器之间的距离、时间或空间等要素进行控制和管理。10（一）体系架构低空航行系统是一个确保低空安全智慧飞行，实现低空空域高效利用、赋能低空经济健康发展的体系。该体系由五层组成，每层聚焦一类使命任务，层与层之间体现支撑和依托关系，体系架构如图3所示：图 3低空航行系统体系架构低空航行系统四11基础支撑层：是低空航行系统体系架构的基石，其完整性、指导性、稳定性和扩展性直接影响着整个体系架构的未来发展潜力。主要包含相关的国家及地方政策、规章制度、建设标准及技术标准等。资源要素层：是系统的重要组成部分，涵盖系统运行和发展所依赖的各种资源。对其进行合理配置和有效管理，对于提升系统整体效率、实现系统目标具有决定性的作用。主要分为空域资源、数据资源、频率资源以及知识与模型资源。网络互联层：是在系统中起到关键连接和通信作用的层面，主要负责解决不同类型、不同架构、不同技术标准的子系统或组件之间的网络连接和数据交换问题。包含通信网、导航网、监视网、气象网等。服务供给层：是整个系统中负责提供各种服务的重要层面。主要职责是将系统内部的资源、能力和技术进行整合与封装，以标准化、可复用的方式向系统内的其他部分或外部用户提供有价值的服务。服务供给分为三层，下层是计算与存储服务，中层平台服务包括通用平台服务和应用支撑服务，上层应用服务包括空域管理、飞行服务、安全监管服务和信息服务（含低空气象信息）。安全服务作为重要支撑贯穿三层。能力生成层：主要作用在于通过整合系统内的各种资源、技术和知识，创造出系统所特有的、能够适应环境变化和实现系统目标的能力。以安全智慧飞行为核心目标的能力体系包含灵活精细的低空空域管理、开放融合的通导监保障、高效智能的飞行服务、空地/空空协同的自主飞行、军民地协同的安全监管以及泛在可信的数据与信息服务。为实现物流投送、交通出行、应急管理、农林植保、航空测绘、观光旅游等业务场景提供支持。（二）系统组成低空航行系统由航空器、起降场、通信、导航、监视、空域管理、飞行服务、安全监管、信息服务（含气象信息）等设备/设施组成，如图4所示：12图 4低空航行系统基本组成1.低空航空器低空航空器是低空航行的主体和地面保障设施服务的对象，类型多种多样，包括无人机、eVTOL、飞行汽车、通航飞机以及动力三角翼等。2.起降场起降场包括通航跑道型机场、水上机场、直升机机场、eVTOL起降场、临时起降点、城市无人机起降点，以及无人机机库/机巢起降平台、停机库、中转站、能源站、固定运营基地（FBO）和航材保障平台等。3.通导监系统通导监系统的通信设施设备包括：低空卫星互联网、4G/5G公网、机间自组网、北斗短报文数据链、通信感知一体化（ISAC）、地面有线网和无线专网等通信链路，以及星载、机载、地面配套通信设施与信息系统。导航设施设备包括：全球导航卫星系统（GNSS）、北斗星基增强系统（BDSBAS）、惯性导航、仪表着陆系统、视觉着陆系统等导航手段，以及星载、机载、地面配套导航设施与信息系统。13监视设施设备包括：低空监视雷达、5G-A、数据链或北斗短报文、远程识别（RemoteID）、广播式自动相关监视（ADS-B）、光电、频谱探测等手段，以及星载、机载、地面配套监视设施与信息系统。4.飞行管理、服务、监管系统飞行管理、服务、监管系统具备空域管理、飞行服务、安全监管三大核心功能。低空空域管理是指在确保空防安全、公共安全的前提下，为了更好地开发利用低空空域资源，围绕低空空域规划、运行管理和评估监督等方面开展的工作。包括低空空域数字化建模、空域结构精细化设计、航线网络立体化布局、空域资源高效化调配、空域使用协同化管理所需的技术手段和配套信息化系统。低空飞行服务是指为在低空空域运行中的各类航空器提供的一系列服务，主要包括飞行计划管理、飞行动态监视、飞行冲突识别与调配、飞行流量管理、预警告警服务、违规事件取证以及协助应急救援服务等方面的管理服务。低空安全监管是指为确保低空空防安全、公共安全以及公民隐私安全，通过多部委联合执法监督的低空安全联合监管体系和信息化支撑手段。提供从低空航空器制造、适航、流通、运营、维修和报废等各环节的低空安全联合监管能力。包括国家级监管（工信部、公安部、市场监督管理总局等）、行业级监管（民航局、民航空管局、行业协会等）、地方政府级监管（军民融合办、交通运输局、公安局、规划局、数据局）等部门的低空综合监管业务和飞行前置审核业务。5.信息服务信息服务的本质是为服务的提供者和消费者搭建高效便捷的信息通道，使得双方能够实现信息的顺畅交流与共享，同时为管理者提供相应手段支撑。包括：统一的低空信息交换标准、时空统一的低空飞行环境数据库、数字化低空航行资料服务、实时低空飞行动态情报服务、低空微尺度气象情报服务、电磁环境信息服务等。14（三）系统演进低空航行系统的构建是一个复杂且动态变化的过程。在这一过程中，系统的目标与愿景必定会伴随内外部环境的动态变化而持续演进，不断适应政策法规、经济形势以及社会文化等外部因素的变动。低空航行系统的动态演进以六大能力方向为牵引，以三步走战略来推进，具体策略如图5所示：能力构想低空航行系统灵活精细的低空空域管理开放融合的通导监保障高效智能的飞行服务空地/空空协同的自主飞行军民地协同的安全监管泛在可信的数据与信息服务低空航空器起降场通信网络通导监系统导航网络监视网络空域管理飞行管理服务监管系统飞行服务安全监管信息服务低成本、高集成、自主可控、自主运行飞行器智能化、多功能起降场多体制融合天空地一体通导监系统基于性能综合定位授时多源主被动监视网络数字化全空域灵活运行飞行管理服务监管系统安全智能自主全维全链条一体化、智能化低空飞行全要素构成要素愿景目标图 5低空航行系统推进策略低空航行系统能力组成要素按阶段演进，通过不断适应低空经济发展变化，持续优化和创新，实现良性发展和竞争力提升。1.低空航空器低空航空器是未来规模化和常态化低空飞行活动的载体，是低空航行系统服务保障和功能交互的主体。随着人工智能、先进传感、智能控制、新材料、新动力等技术的不断进步，低空航空器正在向着高度智能化、自主化、低成本、集成化、多功能等方向加快演进，并将推动飞行监管服务模式的不断变革。15低空航空器技术演进路线规划如图6所示：能通过飞行管理数据服务链路，按照计划申请空域和航线，自动执行任务和规划的航线，自动执行任务，感知周边环境识别障碍，按照避障规则绕障 能自主协同空域感知和地空体多模式交通决策，规划飞行路径，自主与空中交管机构双向通信，实时调整航线实现避碰。基于低空立体网络自主与其他无人机实现集群化协同，适应性飞行近期中期远期智能化自主化先进低空航空器控制交互的自动化飞行实时交互通信的智能化飞行全域多维交互的自主决策飞行能结合任务需求、低空数据服务系统提供的 GIS地图、气象和空中交管机构的空域信息，自动规划最佳路径生成航线，自动规划避障路径，交互多样化，指挥集群化协同图 6先进低空航空器技术演进路线 第一阶段（近期）：控制交互的自动化低空航空器控制交互的自动化低空航空器装配多维感知传感器（雷达、光电）和融合导航及控制系统，基于网联控制功能技术，按照低空飞行服务单一平台，申请注册的预定空域和航线规则，自动执行任务；实时感知周围环境，识别障碍物，借助地空数据链路达成的避障数据交互实现一定程度的自动飞行（如自动起降、识别避障绕障等）；融合视觉、差分定位等技术实现厘米级精准起降。在运行模式上，以地面的任务规划和航线设计为主导，低空航空器需遵循严格的计划和指令，以保证飞行的有序性和安全性。第二阶段（中期）：实时交互通信的智能化低空航空器智能化低空航空器装配融合智能算法传感器，融合地理信息系统（GIS）、低空气象数据、航线数据、管制、试飞、禁飞等空域信息，自动规划最佳路径，并生成航线，通过统一数据接口和数据格式，与空中交管机构登记申请飞行。飞行中智能感知环境、实时与空中交通管理机构、地面监管服务平台交互通信，智能动态优化飞行路径，自动调整参数和行为策略，以适应复杂飞行场景。在运行模16式上，除了与空中交通管理机构、地面监管服务平台交互通信外，无人机也可组成集群，利用相互通信和协作，共同完成复杂任务。第三阶段（远期）：全域多维交互的自主决策低空航空器自主决策飞行的低空航空器装配有全方位的环境感知传感、多维通信系统、自主协同空域感知和地空一体多模式交通决策系统。智能立体感知环境、自主规划路径、自动调整航线以避免碰撞、通过空中多模式网联设备自主地与空中交通管理机构、地面监管服务平台交互通信，与其他无人机协同工作、自主调整飞行策略和行为以适应不同的飞行条件，无需人工干预。在运行模式上，地面提出任务总体规划，低空航空器之间自主协同避开碰撞、完成飞行任务，期间地面提供辅助监管和调度服务。2.起降场起降场是低空航空器飞行作业的起点和终点，是支撑和辅助飞行作业的保障性基础设施，是自动化和智能化低空航行的关键枢纽。除了提供起降平台，起降场的主要功能包括：自动化充换电、自动装卸载荷、通信、导航定位、监视、气象观测、组网协作等功能。起降场技术演进路线规划如图7所示：面向无人机飞行作业的单一起降场和保障服务 无人机进场规划自适应作业负载均衡为大规模、跨地区无人机作业，提供标准、安全、应急处置的起降场综合服务近期中期远期 支持空域多层次感知和数字化管理、空地一体协同交通运输智能化为目标的多功能起降场单功能起降场复合型起降场综合起降场图 7起降场技术演进路线17第一阶段（近期）：保障低空航空器飞行作业的单功能起降场综合考虑低空航空器飞行控制、作业调度模式、系统安全等约束，通过对飞行作业全过程分析，对起降场的组成架构、通信、导航等进行规划和设计，基于智能物联网、多因素约束的作业排序优化技术，实现无人值守、支持快速部署的单一起降场功能，提供面向低空航空器飞行作业的自动化起降服务和保障服务。第二阶段（中期）：融合近场通信感知监视功能的复合型起降场面对空域感知和数字化管理、空地协同交通运输等任务，通过近场通信感知监视技术、多模态数据融合计算、自适应空域网格化建模技术，增强起降场近场空域立体感知和监视网络，提升空域数字化管理，实现功能更完备可靠、智能化程度高、服务作业容量大、支持全天候作业的复合型起降场支持空地协同转运。第三阶段（远期）：基于组网协同的综合起降场面向规模大、类型多、信息安全要求高的低空航空器跨地区作业需求，对低空航空器飞行活动和起降场作业的全过程进行实时监控，综合评估低空航空器与起降场的作业状态、作业容量和飞行任务规划，采用多智能体协作和仿真技术，实现基于起降场组网协同的低空航空器进场规划、自适应作业负载均衡、紧急停降处置，为大规模、跨地区、种类繁多的低空航空器作业，提供安全可靠的系统性起降场综合服务。3.通导监系统通导监系统强调低空飞行中通信、导航、监视功能的一体化融合与协同。低空经济的飞行场景，如无人飞行、低空飞行、超视距运行、空域内多机运行等，与传统民航需求相比，对通导监提出了更高的要求。低空航行环境面临着气象条件多变、建筑物及障碍物众多、电磁环境复杂等问题，需要更精确和可靠的通信、导航和监视手段来确保飞行安全和效率。通导监一体化旨在提高低空飞行的安全性、效率和管理水平，实现对低空航空器的实时通信、精准导航和全面监视，为空域的合理利用和低空经济的发展提供有力支撑。18（1）低空通信低空通信需要在城域、城乡结合区、城市之间等不同区域内，覆盖不同距离、不同地形、不同高度航线，为不同大小航空器提供飞行控制、导航监视、信息服务、业务应用等各类信息的安全可靠传输。针对单一通信手段存在通信盲区，难以实现全域无缝覆盖的问题，需要综合利用4G/5G/5G-A/6G运营商网络、卫星通信、光纤通信、专用通信/数据链、机间链等多种通信手段，形成多体制全要素互联的立体全域通信覆盖，连接各类有无人航空器、传感器、起降场、服务保障设施等空地物理实体，连通交通管理、运营服务、安全监管等信息服务系统，综合提供宽带富媒体通信、数据安全共享、业务高效协同等网络通信服务。图 8低空通信概念示意图低空通信技术演进路线规划如图9所示：19 第一阶段（近期）：全要素互联基于我国通信网络的建设现状，综合应用5G、卫星通信、专用数据链等通信手段，为不同空域、不同类型航行器提供信息传输保障。5G地面网可以实现较低高度空域通信覆盖，满足监管要求不高的低、慢、小航空器通信需求；多体制卫星通信系统综合利用高通量、窄带、移动等手段，实现对信号遮挡的山区、偏远地区等的通信补盲，构建广域覆盖层，确保高安全、高价值、长航时中大型无人机飞行全程在线；专用数据链采用主、副链路传输方式，为中大型无人机或专用特殊作业场景等提供高实时、高可靠、高安全通信；机间自组网可实现多无人机之间协同与信息的快速传递共享，可用于机间位置身份信息的广播、复杂地形/非视距应用以及大范围远距离作业覆盖等场景。(1)第二阶段（中期）：多体制融合随着运营商网络由5G向5G-A演进，基于5G-A的通感一体化接入能力，通过连续波加脉冲波组合的方式，实现低空空域（150m以下）精准无盲区的通信和感知覆盖；多体制卫星通信系统向卫星互联网演进，具备更实时、更可靠的通信能力；机间自组网、专用数据链等专用通信手段实现深度融合，向网链一体方向(1)网链一体：将通信网络和通信链路有机融合为一个整体，实现高效、协同、智能的通信模式。具有深度融合、智能优化、高可靠性特点。5G 6G近期中期远期 5G-A一体图 9低空通信技术演进路线20演进。在此基础上，通过软件定义、统一波形等技术，实现5G-A、卫星互联网、专用数据链等多体制通信在终端、接入、业务等层面的融合。通过5G-A+卫星互联网+专用通信等多模机载终端，可在芯片级实现深度融合，确保不同空域通信的连贯性和稳定性；通过基于软件无线电的一体化基站实现5G-A、卫星通信、数据链等综合接入；通过一体化融合服务平台，实现不同体制系统业务融合，满足数据共享、业务协同等应用需求。第三阶段（远期）：天空地一体基于6G移动通信网络打造天空地一体、安全内生、AI内生的通信能力，实现全域无缝立体覆盖；依托专用切片技术，为中大型无人机、复杂地形/大范围远距离应用、专用特殊作业场景等提供高实时、高可靠、高安全通信。（2）低空导航低空运行采用基于性能的综合定位授时导航(1)。其导航场景分为航路和空域，航路包括按不同高度层区分的双向航道、按照水平间隔划分的飞行速度航道，空域包括机场/起降点/投放点、作业区域。当前已采用的导航手段包括地基增强系统（GBAS）、星基增强系统（SBAS）等，采用的飞行程序有垂直引导进近（APV）-I、垂直引导定位信标（LPV）-200、盲降（CAT）-I等。由于低空航空器运行引入垂直或短距起降引导，当前在起降点/投放点、作业区主要采用载波相位差分（RTK）/视觉为主用导航手段，根据任务需要在地面部署RTK基准站、视觉地标等基础设施，可支持航空器的任务起降、投放操作及作业区运行，导航精度达到10cm，需定义精准引导/降落飞行程序。鉴于RTK存在完好性问题，需要引入X等级地基增强系统进近服务（GAST X）导航概念以保障飞行安全。(1)基于性能的综合定位授时导航：是一种先进的导航理念和技术体系。根据特定的性能需求，综合利用多种导航源和技术手段，实现对目标的高精度定位、准确授时以及可靠导航。这里的性能可以包括定位精度、授时精度、可用性、可靠性、连续性等多个方面的指标要求。21图 10低空导航概念示意图基于性能的综合定位授时导航技术路线如图11所示：航路RNP 0.005:单频BDSBAS GNSS/RAIM近期中期远期基于性能的综合定位授时导航基本定位授时导航增强定位授时导航融合定位授时导航机场CAT-I:单频GBAS起降点/投放点/作业区水平8cm/垂直10cm(95%):单频RTK/视觉航路RNP 0.005:单频BDSBAS GNSS/ARAIMRNP 0.002:单频BDSBAS GNSS/ARAIM机场CAT-I:单频GBAS双频BDSBASCAT-II/III:双频GBAS起降点/投放点/作业区水平8cm/垂直10cm(95%):单频RTK/视觉双频RTK/视觉航路RNP 0.005:单频BDSBAS GNSS/ARAIMRNP 0.002:双频BDSBAS GNSS/ARAIM低轨卫星导航增强机场CAT-I:单频GBAS双频BDSBASCAT-II/III:双频GBAS起降点/投放点/作业区水平8cm/垂直10cm(95%):单频RTK/视觉双频RTK/视觉 GAST X/视觉图 11低空导航技术演进路线22第一阶段（近期）：基本定位授时导航能力本阶段为混合飞行阶段，低空航空器以空域大间隔的交通管理方式保障基本飞行安全，对导航的需求以高精度和高鲁棒性为主。本阶段的主要工作积极推动北斗系统应用，在航道阶段采用单频全球导航卫星系统/北斗星基增强系统（GNSS/BDSBAS）、全球导航卫星系统/接收机自主完好性监测(1)（GNSS/RAIM）技术，提供RNP0.005导航服务；该类技术还可以为地面设施设备提供40ns授时服务。在机场采用GBAS，单频GBAS服务提供水平3m/垂直4m的导航精度（95%），210-7/任意进近完好性保证（在任意进近飞行过程中，发生危险误引导概率小于等于210-7，导航系统服务性能不满足用户需求时，及时发出告警能力）。在起降点、投放点、作业区采用RTK/视觉导航，RTK和视觉导航服务均提供水平8cm/垂直10cm的定位精度。第二阶段（中期）：增强定位授时导航能力本阶段为融合运行阶段，低空飞行区域和航路逐渐联网成线、成片，各类航空器实现共享航路飞行，对导航的需求以同时保证高精度和高安全性为主。第一阶段的导航服务仍然保持，在航道阶段引入双频GNSS/BDSBAS、双频全球导航卫星系统/先进接收机自主完好性监测(2)（GNSS/ARAIM），提供RNP0.002的导航服务；该技术还可以为地面设施设备提供20ns授时服务。在机场引入双频BDSBAS、双频GBAS，BDSBAS双频服务提供水平3m/垂直4m的定位精度（95%），210-7/任意进近完好性保证；GBAS双频服务提供水平1.5m/垂直2m的定位精度（95%），210-7/任意进近完好性保证。在起降点、投放点、作业区引入双频RTK/视觉导航，提供10厘米级的定位精度服务。第三阶段（远期）：融合定位授时导航能力本阶段为自主运行智能协同阶段，低空场景规模进一步扩大，航空器种类数量众多，低空经济繁荣壮大的阶段，航空器采用弹性导航方式飞行，对导航的需(1)接收机自主完好性监测：是一种用于检测全球导航卫星系统接收机故障或信号异常的技术。当飞机使用GNSS进行导航时，RAIM会自动监测接收到的卫星信号的质量和一致性。如果发现信号异常或存在故障，RAIM会及时发出警报，提醒用户采取相应的措施，以确保导航的准确性和安全性。(2)先进接收机自主完好性监测：是一种用于飞机飞行阶段确保双频卫星导航信号完好性方法，它允许飞机安全的全球导航，覆盖所有飞行阶段，包括精密着陆。四、低空航行系统23求为同时保证高精度、高安全性和高可用性为主。保持已有定位授时导航服务的同时，在航道阶段引入低轨卫星一体化导航，低轨卫星可以增强卫星导航信号，作为GNSS的增强与补充；也可以通过通信系统和导航系统融合，播发独立测距信号，形成备份的定位授时导航能力。在机场引入视觉着陆系统，在起降点、投放点、作业区引入GAST X/视觉，GAST X服务提供水平8cm/垂直10cm的定位精度（95%），210-7/任意进近完好性保证。（3）低空监视低空监视采用多源主被动体制利用光电监视设备、主被动低空监视雷达、多谱系协同组网定位设备及城市大量的基础观测设施，搭建涵盖雷达、光电和频谱探测的多源监视设备网，形成低空飞行的主被动探测能力，可根据120米以下低空空域、120米-300米中低空空域、300米-1000米中高空空域不同航空器类型以及飞行特点，灵活搭配多源主被动监视设备，构建分层适度的低空低成本监视网络，实现全面覆盖合作与非合作航空器的有效监视能力，将传统的城市地基监控网升级到低空立体监视网。图 12低空监视概念示意图24多源主被动监视技术演进路线规划如图13所示：基础架构完善 数据初步融合 基本功能实现 空天地一体化 多维信息获取 高校协同处理 广覆盖高机动 自主决策学习近期中期远期 高实时性准确性 高安全性可靠性 技术深度融合 智能决策支持多源主被动监视网络通感一体监视声光电增强多源融合监视图 13多源主被动监视网络技术演进路线第一阶段（近期）：通感一体监视网络针对低空开放初级阶段，航空器数量有限，飞行区域较为固定等现状，建设以飞行区域为中心的基本监视能力。通过视频智能监控、ADS-B、5G、WIFI、蓝牙、数据链或北斗短报文等方式构建低空监视网，采用数据预处理、特征提取、关联匹配和航迹融合等系列步骤，实现数据的初步融合，采用区域AI视频智能监控，结合固定/移动光电设备与AI技术，实现重点区域内高清晰度实时监控与紧急状况临机调配监控，为监管中心提供低空飞行的基础信息。但由于缺少对不同航空器数据标准的统一管理、航空器组网管理存在阻碍、需建立传统监视网络与低空监视网络数据协同机制。第二阶段（中期）：声光电增强监视网络技术深度融合与智能决策支持的监视网络结合了云计算、边缘计算、物联网、人工智能等多种先进技术，实现了对监视数据的深度挖掘和智能分析，为决策提供了强有力的支持，以应对低空飞行日趋频繁，尤其是城市低空飞行海量业务增长的需要。该阶段监视网络的建设，重点加强城市区域监视能力，支撑精细网格化空域划设，充分发掘空域资源，利用好城市内海量的铁塔、灯杆及其网电系统，25搭建涵盖雷达、光电和频谱探测的多源监视节点，形成低空1000米以下的主被动探测能力，将传统的城市“地面雪亮”升级到“低空雪亮”，全面覆盖合作非合作航空器的有效监视，提升主动监视精度到米级。本阶段需要推动空地一体立体交通网络架构、标准的建立；建立城市频谱资源分配与管理能力；建立城市级主被动监视网络能力。第三阶段（远期）：多源融合监视网络随着新技术、新装备的不断涌现，地面端主动监视、协同监视、自相关监视、频谱监视、视频监视等系列化设备与机载监视、球载监视、星载监视设备共同构建空天地一体的监视网络，并不断加强信息交互和深度融合的能力。监视与被监视之间关系更为模糊，双方的监视信息互动和能力互补将取得突破性发展，监视信息将极大丰富，准确性也将大幅提高，监视能力的强弱将很大程度取决于海量数据的规模和城市超算能力，监视信息将可能成