ROBOT INDUSTRY
随着低空空域的开放和飞行器的增多,空域管理变得越来越复杂,现行空管体系难以适应,通导监一体化系统应运而生,即通过整合通信、导航、监控三大系统,实现对低空飞行的实时监控和精准调度,确保飞行安全,提升空域利用效率。
近年来,无人机等低空飞行器产品加速迭代,低空智联网、低空安防设备持续创新,支撑中国低空经济发展的物质载体更加丰富,低空飞行器制造业与低空运营服务业加速融合,低空基础设施与保障服务体系稳步建立。
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“五线”推动低空经济建设
天津七一二通信广播股份有限公司(以下简称“七一二”)副总工程师邢智表示,推动低空经济建设,不仅要考虑基础设施建设、安全管控、规范制定、技术创新,还需注重开展场景应用示范,培育市场需求。
图1 天津七一二通信广播股份有限公司副总工程师邢智
建设基础设施,筑实运行基线。低空经济建设中,基础设施是运行基线,完善的物理基础设施和信息基础设施,是确保低空飞行安全与高效的前提。
打造监管盾牌,坚守安全底线。空域规划、运行管控、信息安全是保障低空经济健康发展的安全底线,完善的空域规划可以避免飞行冲突,合理的运行管控能够确保飞行有序,有效的信安防护可以确保数据安全。
创新产品技术,刷新科技高线。发展新技术、研发新产品,刷新科技高线,是推动低空经济迈向新高度的关键,从eVTOL(电动垂直起降飞行器)、低空发动机,再到新型机载载荷技术,技术突破为低空经济注入强劲动力。
制定标准规范,建立飞行极线。建立健全测试评估体系,制定行业标准和规范,确保每项技术细节符合标准,形成高效、安全的飞行环境,建立飞行极线,为飞行器乃至低空经济提供可控的安全边界。
开展示范应用,把握经济主线。低空经济发展的主线即经济,围绕港口物流、临海巡查、城市交通等高可行性、高经济效益的应用场景开展示范应用,形成可复制、可推广的低空经济模式。
当前,尽管低空经济正处于快速发展阶段,但仍存在多项制约亟待解决,首要的就是低空基础设施。信息系统作为低空经济中的核心基础设施,其稳定性和可靠性直接影响低空飞行的安全与效率,如何建设符合低空经济需求的信息系统,成为行业关注的焦点。
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通导监一体化,构建低空安全网
传统民航领域的信息系统相对成熟,但低空航行环境具有其独特性,面临建筑物及障碍物众多、电磁环境复杂等问题,这对信息系统的实时性、精准度和抗干扰能力都提出了更高要求,需要更精确更可靠的通信、导航和监视手段来确保飞行安全。
邢智表示,低空航行信息体系架构建设主要涉及三个系统,即通信系统、导航系统和监视系统,要结合三大系统,构建一个高度集成、协同运作的综合信息平台,即通导监一体化系统。整合通信、导航、监视功能,提升信息传输效率和数据处理能力,确保低空飞行的实时监控和精准导航,有效应对复杂环境挑战。
图2 通信导航监视体系架构全景图
邢智介绍,在通导监一体化系统建设中,不仅要考虑现状,还需要应用新技术提升系统性能。
通信方面,需要保障不同空域、不同类型的航行器。因此,需要基于通信网络建设现状进行多手段的综合应用,包括4G和5G网络综合应用,多频段同步轨道、低轨卫星等全段卫星保障,多种航空专用通信手段以及自组网技术,实现通航飞行航路全阶段连续语音通信保障。
图3 综合PNT(定位、导航和授时)体系示意图
导航方面,需要建立高精度及高完好性的综合PNT(定位、导航、授时)体系,以卫星导航为主,机载视觉导航为辅,城市便携地面站等卫星导航地面增强系统为补充的综合导航架构,确保在任何环境下都能提供精准定位,实现无缝导航覆盖,为机场、起降场的航空器,周边区域内的无人机、地面交通工具及个人提供精准的导航服务。
监视方面,需要建立多手段融合体系,用于监视微、轻、小型合作目标的Remote ID技术,用于监视中大型合作目标的ADS-B技术,以及用于监视非合作目标的雷达、无线电信号监测、光学检测、红外探测等多层次监视手段,确保全面覆盖低空域。采用ACAS Xu、ACAS、sXu、ACAS Xr等多种防撞技术避免中小型、大型航空器的空中避撞。
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四大抓手,推动低空经济安全发展
推进低空经济实施是一项复杂的系统工程,不仅需要考虑地域间的差异性需求,还要适应各地不同的管理体系。邢智指出,推动低空经济落地发展有四大工作抓手:标准体系建设、系统测试与认证、应用场景开发,以及空域规划与管理。
邢智表示,环渤海经济圈包括河北、辽宁、山东、天津等三省一市,是我国北方经济最为活跃的区域之一,具备发展低空经济的独特优势,七一二正致力于推动环渤海地区的低空经济产业发展。
图4 多手段综合应用的深度融合监视体系示意图
在标准体系建设方面,七一二提出基于跨域应用进行统筹规划,建立环渤海地区的低空飞行全链条和全生命周期的完整标准体系,涵盖准入标准、信息基础设施,以及应用场景的配套、保障。构建空地一体的综合测试系统,用于评估空域区域性能的运行能力,结合环渤海地区的跨海直运需求,以及低空经济与海洋经济融合发展,深度开发关键应用场景。建设适合区域的空域规划体系架构,包括空域的管理机制、流程、划设、监视能力及管理能力建设等。
通导监一体化体系建设是低空经济落地的关键。依托通导监一体化体系构建低空经济安全网,可以实现信息共享与协同管理,确保各类飞行器高效、安全运行,为低空空域的合理利用和低空经济的发展提供有力支撑。
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