一、低空智联网定义及重要性
(一)低空智联网形成“五网”协作的数字化系统
低空智联网是指在 1000 米以下(可以根据需要扩展至 3000 米)的低空空域中,服务于低空应用的网络、终端、平台、安全等端到端信息化系统,负责低空数据传输和处理、低空飞行器感知和定位、路径规划计算等功能,是低空物流、城市治理、空中交通等应用的基础载体。
低空智联网包括通信网、感知网、导航网、气象网、算力网等。
“五张网”,服务于低空应用的“通、监、导、气、算”需求。
其中,低空通信网为低空飞行器与地面用户、操控装置、管理平台之间的信息交互提供传输通道。
低空感知网实现对低空飞行器的探测、识别和轨迹追踪,构建对低空飞行物的精细化管理的识别基础。
低空导航网为低空飞行器提供三维高精度导航定位服务,支撑飞行器准确无误飞行到目的地。
低空气象网通过多层次分布式观测网络和多源气象信息融合构建低空大气环境精细化实时感知体系。
低空算力网为低空飞行器的飞行任务提供所需获取的算力支撑和实时的决策支持,提高飞行器智能化作业水平。
(二)低空智联网构建低空经济发展的数字化底座
低空智联网是低空经济规模化发展的基础底座,一方面,低空智联网是空域开放的数字化支撑,承载空域的管理数据流和监测数据流,确保空域开放后能够有效监管和运营;另一方面,低空智联网是应用规模化的数字化保障,承载低空航空器的控制数据流和业务数据流,确保低空航空器能够有效的实现载人载物飞行活动。
在低空开发利用的角度来看,将空域资源转化为可利用的航线等经济资源天然需要低空智联网等新型信息基础设施支撑。低空空域没有任何可固定的系着点或依附物,也无法用常规的物理手段进行丈量和划设,低空空域资源的开发、运营、管理等全环节都具有天然的数字原生内核,需要先进的通信、精准的感知、可靠的导航以及强大的计算能力等多种信息化手段,对低空空域资源进行全面、高效、智能的管理与利用从而精确地掌握低空空域的状态,还能够确保航线的安全、高效运行,从而为低空经济的可持续发展奠定坚实的基础。
从低空管理运营的角度来看,飞行活动的安全性与秩序性必须建立在低空智联网构建的有效通信和可靠监视基础之上。2023 年,国务院等部门发布《无人驾驶航空飞行器管理暂行条例》,规定了轻/小/中/大型无人机要求可靠通信和可靠被监视,无人机需自动向综合监管平台报送关键飞行信息,包括实时位置、飞行高度、速度数据以及身份唯一标识等,以确保飞行活动的透明度和可追溯性。此外,条例还强调遥控站(台)与无人机之间,以及遥控站(台)与飞行管制部门之间,必须保持持续、稳定的双向通信联络,以便在紧急情况下能够迅速响应、有效指挥。因此,通过集成通信(5G、卫星通信)、感知(雷达、遥感、5G-A 通感)、导航(北斗、惯性导航)、计算(人工智能、大数据)等能力,构建覆盖广泛、互联互通、智能协同的低空智联网,是实现管理法规要求、保障低空飞行安全高效的核心支撑体系。
从规模应用的角度来看,未来大规模、高密度、跨区域的载人载物飞行将成为常态,广域安全飞行需要低空智联网构建的泛在网联和监管体系进行支撑。未来城市低空将承载百万飞行器同时在空飞行,融合不同种类、功能、性能的飞行器,兼容百倍飞行密度和起降架次,实现数百公里连续飞行活动。低空规模化、高密度、多类型航空器混合飞行面临异质的新风险,如建筑碰撞、禁飞区突破、隐私泄露等,低空载人飞行对于安全性的要求显著提升,美国联邦航空局要求eVTOL 发生事故的概率控制在千万分之一,而欧洲航空安全局要求概率控制在十亿分之一的事故率,这就亟需构建以低空智联网为底座的监管和控制能力,低空通信网、感知网和导航网需满足低空全航线、全空域的覆盖,并通过气象网和算力网实现对空域及飞行活动的秒级有效监管和控制。
二、低空智联网推进建议
低空智联网需以支撑低空经济规模化应用为主线,以“统筹布局-试点示范-技术创新-生态构建”为路径,发挥 5G、北斗、算网等的自主产业优势,打造完备的低空智联网基础设施。
(一)加强顶层规划研究,完善低空智联网发展布局
积极响应国家相关部门的统筹,加快低空智联网的顶层架构设计和布局,尽快组织开展低空智联网发展战略、规划、路径等的系统化研究,制定全面的低空智联网发展规划,明确发展目标和路线图,统筹制定低空智联网的建设节奏、实施方案、标准规范等,结合技术创新和产业发展趋势,动态调整并完善低空智联网总体规划。聚焦低空
智联网基础设施建设,适时发布低空智联网发展及管理相关研究成果,按低空产业发展节奏需求推进低空通信网、感知网、导航网、气象网、算力网等设施部署,有序完善低空智联网基础设施、技术产业、生态等发展布局。
(二)打造创新试验区,健全低空智联网技术培育体系
加强低空智联网技术创新布局规划,开展低空组网、低空网络干扰协调、5G-A 通感一体、多源感知能力融合算法、高精度北斗定位算法、云边端算力融合、全要素气象信息融合等低空智联网关键技术研究及设备研发。依托中国通信标准化协会等组织,构建低空智联网标准体系,制定一批低空智联网关键标准。依托地方特色禀赋,打造低空智联网创新试验示范区和服务平台,开展关键技术、组网方案、业务适配、系统互联互通等方面的试验验证,建立“技术研发-路径验证-应用适配”的闭环验证体系。
(三)加强标杆示范作用,培育低空智联网产业生态
加快低空信息基础设施建设和低空智联网产业生态构建,推动5G/5G-A 通信感知一体化、北斗导航、人工智能等技术在低空智联网中的推广和应用。坚持市场主导原则,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用。积极探索低空智联网与其他产业的融合发展方式和路径,通过示范项目和场景应用,扩大低空智联网服务领域,拓展市场应用空间,探索闭环商业模式。积极组织并参与“绽放杯”等低空智联网相关比赛、低空产业发展大会等活动,深入挖掘低空应用典型案例,编制并发布低空智联网典型应用案例集,树立示范标杆项目,总结形成低空智联网先进经验并进行持续推广。
(四)构建低空保障体系,壮大低空智联网支撑服务能力
依据低空智联网发展路径,开展业务市场准入、设备入网、码号资源、互联互通、网络服务质量等低空智联网保障体系研究,规划并建立低空智联网的监管和保障技术体系。研究无人机搭载 5G 模组、无人机 5G 号卡等相关低空智联网管理经验,打造无人机通信标识和监管平台,保障低空智联网能够持续稳定地支撑低空产业发展。加强用于低空覆盖的无线通信网络管理研究,构建低空 5G 网络质量指标体系,打造面向低空航空器业务流、控制流及监测流的网络服务系统。
(五)加强频率规划研究,促进空地网络协调发展
结合低空应用发展需求和目标愿景,统筹低空空域内通信、感知、导航、气象等各类频率资源的使用,研究并制定支持低空产业发展的频率规划和路线图,并根据自身实践经验和研究成果,为国家相关部门制定无线电频谱使用规范提供建议。依托国家级相关创新中心,提升毫米波等重点频段的开发利用能力,加快基于免许可频段和专用频段的低空局域网相关技术研发和标准制定。低空网络运营商和低空应用企业联合相关部门建立低空空域无线电安全保障协调机制,快速响应和排查低空无线电干扰。
来源:中国联合网络通信有限公司广东省分公司
转自:低空观察网