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卫星应用与无人机融合赋能低空经济基础设施建设
发表日期:2025-10-10浏览次数:23621

 随着低空经济被正式纳入国家战略性新兴产业并写入中央顶层设计,以及地方支持政策密集出台,中国低空经济迎来了前所未有的发展机遇。聚焦于低空经济基础设施构建这一基础性环节,如何有效融合卫星应用与无人机技术,成为破解发展瓶颈、释放低空潜能的关键所在。

 一、低空开放呼唤空天地一体保障

 国家层面已构建起推动低空经济发展的制度基石。

   1.空域管理优化:《国家空域基础分类方法》为精细化空域管理奠定基础,亟需技术支撑实现分类资源的动态分配。

   2.法规体系完善:《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》作为首部专门行政法规,以及《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》,为无人机安全运行提供了法规框架,强调运行安全管理的系统性。

   3.技术创新引导:《5G规模化应用“扬帆”行动升级方案》明确要求利用5G等新技术赋能低空新兴场景部署。

 这些政策的核心诉求指向构建一个安全、高效、可控的低空运行环境。然而,当前低空经济发展的痛点主要体现在:当前低空服务设施难以满足未来多主体、多任务、高密度、大流量飞行下的安全监管和高效服务。这直接指向了低空基础设施在网络化、智能化、协同化方面的巨大缺口。

 二、卫星与无人机融合的价值契合点

 构建现代低空基础设施体系,高质量发展低空经济,需要聚焦于产业核心痛点,解决关键需求矛盾。下文将探讨低空经济发展中的关键需求以及卫星应用与无人机融合的价值契合点。

   1.网联化基础设施需求。亟需实现起降场、空域、通信、导航、监视、气象、情报等设施组网,提升空地信息一体化服务能力。

   卫星通信:为偏远地区、海洋上空或超越地面移动网络覆盖范围的低空飞行提供广域、可靠的数据链路(如文本信息、关键控制指令、状态数据回传),作为地面移动通信的有效补充甚至部分替代。

   卫星导航:提供无人机全球覆盖、高精度定位、导航与授时(PNT)服务,是无人机自主飞行、编队飞行、精准起降的基础。尤其在GNSS增强(如地基/星基增强系统)支持下,可满足厘米级高精度应用需求。

   卫星遥感:定期获取大范围高分辨率地表影像和三维地形数据,为构建低空数字孪生底座(地理信息、障碍物、环境要素)提供核心数据源,服务航路规划、禁飞区设定、气象环境感知。

   2.精细化空域管理需求。亟需建立低空空域分类划设标准和灵活使用机制,提升城市低空空域的精细分配与动态管理能力。

   无人机作为空域状态感知节点:配备低成本传感器的无人机可在特定区域(如城市复杂环境、临时活动空域)执行灵活机动的情报、监视与侦察任务,实时探测并回传低空障碍物、气象微环境(切变风、湍流)、非法入侵目标等信息。

   卫星提供宏观图景与基准信息:卫星遥感提供空域划设所需的基础地理信息和环境本底数据(如城市三维模型、永久障碍物)。卫星导航为所有参与空域管理的飞行器提供精确位置报告和时间同步,确保所有平台共享统一时空基准。卫星通信汇集无人机探测数据,结合地面雷达等数据,形成全空域、全天候的综合态势感知图。

   3.协同式运营监管需求。亟需创新社会管理+行业监管融合、无人机与有人机协同的管控机制和技术,提升城市低空服务保障。

   卫星作为融合通信骨干网:卫星通信建立跨地域、跨部门的安全可靠指挥控制链路,支撑监管机构、有人机ATC、UTM平台、无人机运营主体间的信息共享与协同决策。

   无人机作为分布式执行终端:可搭载特定设备(如扬声器、通信中继器、示位灯)作为监管指令的直接执行者或辅助者(如在特定空域进行广播警示、为其他无人机提供临时通信中继)。无人机通过卫星导保持自身精确在网可管,并通过卫星通向中心平台反馈状态和执行结果。

   4.主动式风险防控需求。亟需对低空飞行器自身和外界运行风险进行智能感知,提升无人机对风险的自动识别和主动防控能力。

   卫星遥感宏观监测环境风险:气象卫星实时监测大范围天气系统动向,光学/SAR卫星监测地形变化(如山体滑坡、洪水)可能影响的空域。

   无人机微观感知即时风险:无人机搭载视觉、雷达、激光雷达(LiDAR)等传感器,结合卫星导航提供的位置和环境先验知识(基于卫星遥感数据生成的数字地图),在飞行中实时识别近距离障碍物、突发的恶劣微气象、邻近冲突目标等。其感知数据可通过卫星通信接入风险防控网络。

   5.智能化飞行控制需求。亟需对低空飞行器个体和群体的自主飞行过程进行智能控制,提升无人机自主避险能力。

   以卫星导航为核心的高精度定位是高级别(L4/L5)自主飞行的基础条件。卫星通信支持远程监视和必要时的高级指令下达(如紧急返航、路径重规划)。利用卫星遥感生成的超视距三维环境模型,结合实时无人机探测数据,可为智能控制系统提供更加鲁棒的环境感知输入,显著增强自主导航与避险能力。

 三、融合发展构建以“空天基”为核心的低空智联网

 卫星应用与无人机融合发展,构建低空智联网,其具体发展方向包括:

   1.空天地一体化信息网:以星基导航为统一时空基准,融合卫星通信与地面移动通信,构建全域无缝覆盖的低空信息高速公路,确保数据传输不中断。数据中心融合卫星遥感数据与来自无人机群和其他传感器的实时动态数据。

   2.基于卫星遥感的低空数字孪生底座利用高分辨率卫星影像、干涉雷达数据等,构建覆盖全国的基础性三维实景地图和数字高程模型,嵌入规则化空域网格、永久障碍物、电磁环境等信息,构成低空运行的虚拟数字环境,由无人机实时数据进行动态局部更新。

   3.无人机作为星基系统的空天触角:将具备特定载荷(通信中继、高精度定位增强、小型化遥感传感器、探测设备)的高性能、长航时无人机部署在关键区域或高度层,成为卫星网络的有效延伸节点,或作为天基信息的本地分发节点,或作为空基数据采集节点,提升低空信息网的立体化程度。

   4.智能融合应用平台:开发强大的数据处理与融合平台,集成星链数据(定位、通信状态、遥感影像)、无人机实时动态数据(位置、姿态、感知信息、健康状态)、地面设施数据、空域管理信息、天气预报等,利用人工智能技术实现态势实时感知、风险智能预警、交通动态调度、异常行为分析及自动化控制决策,驱动“协同式运营监管”、“主动式风险防控”和“智能化飞行控制”的落地。

 卫星应用与无人机的深度融合,并非简单技术的叠加,而是构建下一代低空经济基础设施即低空智联网的必然选择和核心驱动力。卫星提供全局覆盖、高精度基准、宏观监测和广域通信的支撑能力;无人机则提供灵活机动、局域精准感知和末端执行反馈的能力。两者优势互补、协同增效,能够有效回应政策对安全高效低空运行的迫切要求,直接解决当前在空域管理、运行监管、风险防控和飞行控制等方面的痛点与关键需求。

 未来,随着卫星星座,特别是低轨通信、遥感星座能力的快速提升,以及无人机技术,包括智能感知、自主控制、通信集成等的持续进步,“星链引航,蜂群协同”的空天一体化低空基础设施将成为现实,为低空经济的万亿级市场爆发构筑坚实的智慧底座。

《赛宁创新(成都)》

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