通信行业低空经济专题：连接、感知、探测多维度通信技术保障低空经济落地

低空经济政策集中发力，万亿产业蓄势待飞“低空”与“低空经济”定义10003000政策加码推动低空经济起飞，202420212综合立体交通网规划纲要》首次提出发展低空经济，此后中央和地方陆续出台多项政2023据中商产业研究院，2022400029.03，20234633，2024503035低空经济的核心是空路：低空经济的产业链包含飞行器制造和新型交通服务业产供链两个主要环节。当前，我国飞行器的生产技术和产业链发展已较为成熟，而空路发展还远远没有跟上。只有完善新型交通服务业产供链，才能推动低空经济与物流、旅游、农林、应急等行业融合，释放生产力。2022 2023E 2024E2020 2021026003000310040002022 2023E 2024E2020 20210260030003100400040004633500050306000资料来源：中国民用航空局，研究所 资料来源：中商产业研究院，研究所表1中国低空经济行业最新政策汇总发布时间政策名称主要内容2023年12月《关于支持横琴粤澳深度合作区放宽市场准入特别措施的意见》2023年12月《国家空域基础分类方法》A、、、、、、W7A至E域，GW加强对无人驾驶航空器设计、生产、维修、组装等的适航管理和质量管控，建立产品识别码和所有者实名登记制度，明确使用单2023年6月《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》动规范;强化监督管理和应急处置，健全一体化综合监管服务平台，落实应急处置责任，完善应急处置措施。2021年2月《国家综合立体交通网规划纲要》资料来源：中国政府网，研究所低空经济需要强大的通信技术支持：连接、感知、探测等低空经济发展所需的空管系统依托移动通信网络、物联网、云计算等基础设施，形成通信、感知、计算一体化的智能互联低空数字化服务体系。其中，通信技术支持主要涉及无线通信技术和卫星通信技术，帮助飞行器实现低空互联、定位导航与决策感知。5G低空通信网络是低空经济发展的重要基础设施。低空智联网是指通过部署多个无人机或地面通信节点构建低空通信网络，为低空飞行器提供连续的通信覆盖。广域覆盖和可靠的低空通信网络对低空规模化发展起决定性作用，无论是低空监管平台与无人机机载数据的实时回传，还是无人机的长距离飞行远程操控，都依赖可靠的通信网络。5G1000m，(4G/5G150m5G（1）5G：5G-A网络首次引入新型无人机标识，构建低空智联网能力体系在通信能力、感知能力方面，5G-A都能够发挥优势，推动低空通信网络建设。其干扰小、业务保障质量高、收发覆盖范围大、电信级安全可靠、终端移动性好。同时，5G-A相比雷达和TDOA技术更适合城市低空无人机监控，解决城市低空雷达无法组网和辐射功率大的问题，在建设和运维成本上存在优势。5G-AUAS网络功能完成无人机可信标识的识别、映射、鉴权授权及全生命周期管理，首次在飞控平台侧完成与核心网能力开5G-A图3低空智联网整体网络架构资料来源：C114,研究所（2）卫星通信：低轨卫星提供更低成本、更高性能的通信服务5G以利用这些数据在GPS信号弱或不可用的环境中进行更精确的定位。这种连接使得低空设备能够进行远程控制、实时监控和数据传输，从而扩展其操作范围和应用场景。当前，低轨卫星由于传输时延小、链路损耗低、发射灵活、整体制造成本低，可用于支持低空智联网发展。无人机通信易受传播介质影响，路径衰落降低传输信号的信噪比。面控制站之间的无线通信链路容易受到障碍物的遮挡，导致视线传输受阻，进而降低通信质量。无人机中继通信的工作原理：基于信号的中继和转发，以克服直接通信中的局限性，如距离限制、信号衰减、地形阻挡和电磁干扰等。空管系统可以协调多个无人机的任务分配、路径规划和数据传输，实现无人机的整体监控、任务调度和资源管理。无人机中继通信可以通过地面基站组网、蜂窝移动无线组网和卫星通信组网三种方式实现。通过动态路由选择，可以根据当前网络资源的利用情况和无人机的通信需求，实时调整通信路径，选择最优的路由方式，使得各个无人机之间的通信负载均衡，充分利用网络资源。图4 无人机动态路由分配 图5 通感一体化混合信道架构 资料来源：中国移动，研究所 资料来源：中国联通，研究所超短波超视距破解低空通信难题，引领低空通信安全革命：VHF330066001000500决策：其中,“飞车脑”指结合现有自动驾驶技术形成将脑与机器融合的,具有智力与运动协调能力差异的框架体系。传统的自动驾驶技术提升了车辆自主、安全驾驶能力,已经形成了一套可以应用于市场的技术方案。智能飞行汽车可以通过迁移自动驾驶技术,将感知、决策规划、智能控制以及智能通信融入立体城市交通与飞行汽车智能驾驶中。图6 飞行器决策感知与人脑的对应关系与底层逻辑资料来源：《智能飞行汽车关键技术及发展趋势》,研究所传感：异构多传感器提供多维度环境信息，保障飞行安全：成的感知域对飞行汽车是至关重要的,因为单一传感器数据难以为智能飞行汽车提供低空飞行器的理想导航系统是采用全球导航卫星系统（GNSS）+惯性测量单元（IMU）进行惯性导航组合方案。由于惯性导航的反馈信息是通过惯性器件测量与算法产生，相对定位误差随导航时间而增加，因此长期导航精度较差，但是不受位置限制；卫星导航采用绝对定位方式，定位精度取决于卫星信号精度，不因时间积累而增加误差，但受限于位置和时间。在实际应用领域，通常采用组合导航方式，即惯性+卫星组合导航来进行实时、高精度定位导航。GNSS（GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统）能够实现高精度定位服务，获取飞行器的详细位置信息。但在城市低空场景中，大型建筑物、隧道等都会对导航精度造成干扰。惯性导航抗干扰能力强、覆盖范围广、不受气象条件的限制、信息更新速率高，能够集成卫星定位导航用以准确估计导航信息。图7 惯性导航系统工作原理资料来源：理工导航招股说明书,研究所低空监管：5G-A3GPPNTN（NonTerrestrialNetwork即所有涉及飞行物体所涉及的网络总称，包括卫星通信网络、高空平台系统、空对地网络以及无人飞行器等，具有距离远、移动快、覆盖广等特点。3GPP5G5G-A10-205G-AELAA应用层面，通感一体在低空领域、道路交通领域和海洋领域都能够实现应用：低空领域，5G-A180km/h，0.01m2的目标也可被检测到；道路交通领域，可以实现道路车辆感知，对移动目标识别准确度最高可达99，1km早晚光线变化影响；20km图8 面向低空场景的主要网规网优工作资料来源：OFweek通信网,研究所投资机会逻辑卫星通信作为低空飞行器重要的补充通信方式，随着国内低轨卫星的发射组网3）5G-A4）异构多传感器