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ROBOT INDUSTRY
隨著低空空域的開放和飛行器的增多,空域管理變得越來越復雜,現行空管體系難以適應,通導監一體化系統應運而生,即通過整合通信、導航、監控三大系統,實現對低空飛行的實時監控和精準調度,確保飛行安全,提升空域利用效率。
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近年來,無人機等低空飛行器產品加速迭代,低空智聯網、低空安防設備持續創新,支撐中國低空經濟發展的物質載體更加豐富,低空飛行器制造業與低空運營服務業加速融合,低空基礎設施與保障服務體系穩步建立。
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“五線”推動低空經濟建設
天津七一二通信廣播股份有限公司(以下簡稱“七一二”)副總工程師邢智表示,推動低空經濟建設,不僅要考慮基礎設施建設、安全管控、規范制定、技術創新,還需注重開展場景應用示范,培育市場需求。
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圖1 天津七一二通信廣播股份有限公司副總工程師邢智
建設基礎設施,筑實運行基線。低空經濟建設中,基礎設施是運行基線,完善的物理基礎設施和信息基礎設施,是確保低空飛行安全與高效的前提。
打造監管盾牌,堅守安全底線。空域規劃、運行管控、信息安全是保障低空經濟健康發展的安全底線,完善的空域規劃可以避免飛行沖突,合理的運行管控能夠確保飛行有序,有效的信安防護可以確保數據安全。
創新產品技術,刷新科技高線。發展新技術、研發新產品,刷新科技高線,是推動低空經濟邁向新高度的關鍵,從eVTOL(電動垂直起降飛行器)、低空發動機,再到新型機載載荷技術,技術突破為低空經濟注入強勁動力。
制定標準規范,建立飛行極線。建立健全測試評估體系,制定行業標準和規范,確保每項技術細節符合標準,形成高效、安全的飛行環境,建立飛行極線,為飛行器乃至低空經濟提供可控的安全邊界。
開展示范應用,把握經濟主線。低空經濟發展的主線即經濟,圍繞港口物流、臨海巡查、城市交通等高可行性、高經濟效益的應用場景開展示范應用,形成可復制、可推廣的低空經濟模式。
當前,盡管低空經濟正處于快速發展階段,但仍存在多項制約亟待解決,首要的就是低空基礎設施。信息系統作為低空經濟中的核心基礎設施,其穩定性和可靠性直接影響低空飛行的安全與效率,如何建設符合低空經濟需求的信息系統,成為行業關注的焦點。
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通導監一體化,構建低空安全網
傳統民航領域的信息系統相對成熟,但低空航行環境具有其獨特性,面臨建筑物及障礙物眾多、電磁環境復雜等問題,這對信息系統的實時性、精準度和抗干擾能力都提出了更高要求,需要更精確更可靠的通信、導航和監視手段來確保飛行安全。
邢智表示,低空航行信息體系架構建設主要涉及三個系統,即通信系統、導航系統和監視系統,要結合三大系統,構建一個高度集成、協同運作的綜合信息平臺,即通導監一體化系統。整合通信、導航、監視功能,提升信息傳輸效率和數據處理能力,確保低空飛行的實時監控和精準導航,有效應對復雜環境挑戰。
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圖2 通信導航監視體系架構全景圖
邢智介紹,在通導監一體化系統建設中,不僅要考慮現狀,還需要應用新技術提升系統性能。
通信方面,需要保障不同空域、不同類型的航行器。因此,需要基于通信網絡建設現狀進行多手段的綜合應用,包括4G和5G網絡綜合應用,多頻段同步軌道、低軌衛星等全段衛星保障,多種航空專用通信手段以及自組網技術,實現通航飛行航路全階段連續語音通信保障。
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圖3 綜合PNT(定位、導航和授時)體系示意圖
導航方面,需要建立高精度及高完好性的綜合PNT(定位、導航、授時)體系,以衛星導航為主,機載視覺導航為輔,城市便攜地面站等衛星導航地面增強系統為補充的綜合導航架構,確保在任何環境下都能提供精準定位,實現無縫導航覆蓋,為機場、起降場的航空器,周邊區域內的無人機、地面交通工具及個人提供精準的導航服務。
監視方面,需要建立多手段融合體系,用于監視微、輕、小型合作目標的Remote ID技術,用于監視中大型合作目標的ADS-B技術,以及用于監視非合作目標的雷達、無線電信號監測、光學檢測、紅外探測等多層次監視手段,確保全面覆蓋低空域。采用ACAS Xu、ACAS、sXu、ACAS Xr等多種防撞技術避免中小型、大型航空器的空中避撞。
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四大抓手,推動低空經濟安全發展
推進低空經濟實施是一項復雜的系統工程,不僅需要考慮地域間的差異性需求,還要適應各地不同的管理體系。邢智指出,推動低空經濟落地發展有四大工作抓手:標準體系建設、系統測試與認證、應用場景開發,以及空域規劃與管理。
邢智表示,環渤海經濟圈包括河北、遼寧、山東、天津等三省一市,是我國北方經濟最為活躍的區域之一,具備發展低空經濟的獨特優勢,七一二正致力于推動環渤海地區的低空經濟產業發展。
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圖4 多手段綜合應用的深度融合監視體系示意圖
在標準體系建設方面,七一二提出基于跨域應用進行統籌規劃,建立環渤海地區的低空飛行全鏈條和全生命周期的完整標準體系,涵蓋準入標準、信息基礎設施,以及應用場景的配套、保障。構建空地一體的綜合測試系統,用于評估空域區域性能的運行能力,結合環渤海地區的跨海直運需求,以及低空經濟與海洋經濟融合發展,深度開發關鍵應用場景。建設適合區域的空域規劃體系架構,包括空域的管理機制、流程、劃設、監視能力及管理能力建設等。
通導監一體化體系建設是低空經濟落地的關鍵。依托通導監一體化體系構建低空經濟安全網,可以實現信息共享與協同管理,確保各類飛行器高效、安全運行,為低空空域的合理利用和低空經濟的發展提供有力支撐。
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