反无人机，无人机反制：低空无人机运行对公共基础设施的需求

无人机的业务化运行特点是飞机数量多、运行频次高、时间跨度大、服务范围广、服务类型杂、终端用户多、以及流程一体化，对无人机本身及其辅助软硬件以及配套基础设施与政策保障要求高。主要包括“永不失联，永不迷失，合法合规，安全运行”四个方面。其中，“永不迷失”要求用户能实时获取无人机高精度位置信息，通过全球卫星导航系统与区域增强导航系统实现；“永不失联”是指无人机在无线、公网等通信技术及设施支持下，时刻处于联网状态，通过卫星通信系统、地面移动通信网等公共基础设施的全国覆盖实现；“合法合规”要求无人机在符合空域政策前提条件下，不违背具体飞行条例地执行任务，当前通过建设云端管控系统（云系统）实现监管；“安全运行”主要是对无人机运行的确定性和安全性要求，包括无人机的运行环境安全和以及无人机之间的运行安全，低空公共航路网是一种被逐渐得到共识，也被民航局认可的保障无人机低空运行的新型基础设施。

图2 当前低空无人机运行对公共基础设施的需求

（一） 全球卫星导航系统和各类广域增强系统

GNSS和卫星增强系统，主要是星基和地基，组成了现代导航系统。汽车自动驾驶和无人机精准飞行都需要导航信号支持。卫星导航信号通常同时要结合地基增强系统，比如基于参考站信息开展RTK动态解算，定位能够达到厘米级。目前以四大全球卫星导航系统为主要支撑，在全球和地区范围内产生了各类广域增强系统。

（二） 5G 移动通信网建设可提供低空无人机运行需要的有效覆盖

当前广泛支撑无人机作业的地面移动通信技术主要是4G，比如大疆无人机需要通过无线通讯入网进行地理围栏解算和验证，才能合法起飞。随着低空时代的到来，无人机业务化、商业化运行对通信提出了更高要求，高带宽、低时延、端对端是保障低空业务化稳定运行的基本条件。5G通信技术的兴起与应用很好地契合了这些需求。针对低空无人机运行建设5G专网，通过设置天线角度可以带来航路上低空高纵横、高带宽、低延时的通信环境。

图3 基于通信覆盖能力的低空空域划分（中国移动成都研究院提供）

（三） 无人机交通管理系统和云系统提供无人机运行监管和服务

当前各国都在建设针对无人机的云端管理系统。从国内发展来看，民航局提出了民用无人航空器运行管理系统（UOM）一期建设框架，同时行业部门更早的时候也研发了无人机云端管理系统（有的叫管控系统，更主要是叫管理系统），当前这些系统逐渐都汇聚到民航局。在民航局的主导或授权下，各行业或企业也开展了一些无人机试点工作，如UTMISS无人机管控系统在深圳和海南的空域审批试点工作。

总的来说，顶层架构UOM，核心UTMISS，以及行业无人机云、公安部、工信部等的有关无人机系统，这些都为无人机的唯一标识认证和无人机安全运行提供了相应支撑。当前，任何一架无人机必须在任何一个合法云系统监管条件下方能合法起飞。事实上，这也是一个重要的基础设施。

（四） 低空监视网

非合作无人机一直是导致“黑飞”、“乱飞”的主要原因，如何针对非合作无人机做好低空监视呢？无人机反制手枪等低空监视装备的研制是当前主要手段。然而，无人机反制技术是建立在知悉非合作无人机位置的条件下，且执法效率低下，自主、高效的监管应是未来发展方向。无论是合作对象还是非合作对象，都应具备被监管能力。但是当前无人机并没有航路概念，对于全国土范围内的低空全域监管，投资将非常巨大。笔者认为，低空监视网最终要基于航路来建设，对于重点大范围区域，可以进行局部的全域监视网建设。低空监视网该怎么建设？值得行业部门、科研院所和企业联手去探索和试点。在低空监视网建好以前，重要区域无人机的飞行不可能实现大规模的商业化运行。

（五） 基于气象保障和精细分辨率的预报系统提供低空航路气象服务

风切变、湍流等低空气象事件一直是造成无人机低空运行事故的重要因素，尤其是在无人机起降阶段。无人机要飞得好、飞得安全，需要提前预报和获取沿途天气情况。当前，基于航路的精准带状天气预报研究与服务处于初始阶段，上文提及的低空监视网以及下文将涉及的低空航路，中科院已经先行先试取得了一些阶段性成果。

（六） 服务于多用途的无人机验证场/无人机空港网

在无人机应用进程中，需要在特定区域特定场景内进行无人机多类别的科学实验，以验证冲突避让、低空监管等关键技术的可行性与合理性，也包括大量的无人机遥感与农林植保应用测试和验证。无人机验证场是一种保障无人机科学试验安全的有效手段。为了支撑多类别多场景无人机试验，需要建设一批遍布全国的无人机验证场，开展无人机组网监测等科学实验，进而辐射到周边区域，并支撑无人机安全飞行与飞行培训等各方面工作。这对于无人机未来商业化运行不可或缺，必须在全国范围内构建无人机验证场网络，比如顺丰在考虑建设全国无人机物流运输网。