系统推进低空智联网建设夯实低空经济发展根基

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徐 畅 胡小鹏(赛迪研究院赛迪顾问股份有限公司)

摘 要:作为低空经济的“神经中枢”,低空智联网正通过空域数字化、设施智能化和服务网络化,成为驱动产业生态发展、培育新质生产力的关键引擎。当前,低空智联网在快速发展的同时,仍面临标准体系不完善、核心技术瓶颈难突破、产业生态协同效能不足等挑战。建议从加快标准与安全体系建设、着力突破核心技术与优化网络性能、深化产业协同与创新应用模式等方面,系统推进低空智联网建设,为构建安全、高效、协同的低空经济体系提供核心支撑。

关键词:低空智联网;低空经济;空天地一体化;网络覆盖;空域管理 

一、引言

当前,全球正迎来低空经济发展战略机遇期。作为低空经济发展的核心数字基础设施,低空智联网已成为推动空天产业变革与城市立体化发展的关键引擎。当前,我国已构建起空天地一体化网络与智能化管理体系,并在关键技术、场景示范上取得显著进展。但低空智联网规模化发展仍面临标准协同不足、技术瓶颈制约及产业生态薄弱等多重挑战。为此,本文系统梳理我国低空智联网的发展基础,深度剖析其面临的关键制约,并从顶层设计、技术突破与生态共建三方面提出系统性推进路径,以期为构建标准统一、技术自主、生态协同的低空经济发展新格局提供理论参考与实践指引。

二、我国低空智联网发展现状与机遇 

在低空智联网发展方面,我国通过整合5G-A、北斗导航、数字孪生等技术,实现了网络覆盖从广域延伸至重点空域,已初步构建起覆盖空天地的一体化通信基础设施。在关键技术层面,通感一体、厘米级导航、智能感知与AI协同等领域取得实质性突破,为低空飞行的高可靠通信与高精度控制提供了有力支撑。当前,我国低空智联网应用场景持续拓展,已在物流配送、城市巡检、文旅创新等领域形成示范,推动了立体化应用体系加速落地。

(一)空天地通信基础设施“硬联通”与管理系统“软协同”加快推进

空天地通信网络加速覆盖,智能空管与算力底座同步夯实。低空通信网络在空天地一体化建设方面加速布局。我国通过整合5G-A、北斗和气象雷达等技术,构建高可靠的通信导航体系。据工业和信息化部及地方有关部门统计,截至2025年底,全国累计建成5G基站483.8万个,300余个城市实现5G-A网络覆盖,为低空飞行提供千兆带宽和毫秒级响应。重点城市进展显著,据媒体报道,“十四五”期间,深圳建成5G基站8.6万个,建成全球首个市域级低空安全网络;上海加快推进5G-A低空网络建设并已在金山等区域开通示范航线。低空空管系统正从传统监管向智能决策升级,通过融合北斗高精度定位、数字孪生空域建模、智能调度算法,构建覆盖飞行计划审批、实时监控、应急处置的管理体系。中国民航局无人驾驶航空器空管信息服务系统(UTMISS)为民用无人机运营提供实时监视和自动预警服务,显著提升飞行申请效率。地方特色管理系统同步推进,深圳智能融合低空系统(SILAS)作为低空大脑接入城市核心数据,支撑城区低空飞行精细化管控;湖南移动低空管理平台支持100余种机型与20余类低空智联网设备,实现全省广域智联与动态航路规划。数据平台与算力水平日益完善,低空智联网数据平台建设正聚焦数据融通与算力下沉,整合空域、气象、飞行器等多维数据,打造具备实时分析与智能决策能力的数字基础设施。依托智能算力支撑,我国低空数据网络已实现飞行态势秒级处理和重点区域全覆盖,专用算力池建设也在加速推进,不断夯实低空智联网运行基础。

(二)通感一体、厘米级导航与智能感知等技术多点突破

我国低空智联网在通感一体、厘米级导航与智能感知等技术方面实现突破,AI赋能空天地协同智能化快速发展。在通信技术方面,我国低空智联网依托5G-A架构,通过动态频谱共享、毫米波扩展及大规模天线阵列优化,正实现空天地一体化能力跃升。其中,智能反射面的动态信道重构技术能够显著提升复杂电磁环境下的信号覆盖强度与抗干扰能力;通感一体化基站配合网络切片技术,保障飞行器高清视频流与关键控制指令的可靠传输。在高精度导航与感知技术方面,我国低空智联网依托北斗三号增强服务,通过星基与地基协同构建实时动态厘米级定位网络。比如,湖南移动部署的5G+北斗地基增强站,可为飞行器提供动态厘米级定位精度;中兴通讯及合作单位建设的低空测试场借助通感一体基站技术,能够感知面积为0.01平方米的飞行物。同时,边缘计算可使感知延迟降至毫秒级,结合数字孪生构建三维模型实现飞行器状态的全息感知。在人工智能与大数据深度应用方面,时空图神经网络融合历史飞行、气象及实时流量数据进行空域建模,使其在秒级内完成航路冲突预测与避让策略生成;强化学习算法结合通信带宽、导航精度等多维约束,可动态调整编队形态与任务优先级;大数据依托分布式流计算平台,以实现每秒百万级数据实时清洗、分析及可视化。

(三) 立体化应用场景加速落地升级

低空智联网多元场景广泛应用,推动立体化应用场景加速落地。低空配送重塑物流效率。低空配送领域依托基础设施与动态空域双轮驱动,构建起覆盖城市与县域的立体配送网络,通过智能调度实现空域资源弹性分配,推动物流末端从地面运输向低空立体配送转型,显著缩短物资送达时间(见表1)。智能巡检赋能城市立体化治理。智能巡检领域以无人机、AI、5G技术融合为核心,构建全域立体感知体系,在电力、交通、城市管理等行业实现设备状态监测、隐患识别与应急响应的全流程智能化,有效突破传统人工巡检的时空限制,降低作业风险与运营成本(见表2)。文旅活动焕新体验场景维度。文旅活动领域借助无人机灯光秀、AR实景导航、云端直播等形式,将低空智联网的高精度定位与实时通信能力转化为沉浸式体验载体,从空间维度上打破传统文旅的平面观赏局限,推动文旅消费向复合型体验升级(见表3)。

表1 低空配送场景案例

资料来源:作者整理。 

表2 智能巡检场景案例

资料来源:作者整理。 

表3 文旅活动场景案例

资料来源:作者整理。

三、我国低空智联网发展面临的问题与挑战

当前我国低空智联网发展面临多重制约和挑战。在标准与安全层面,低空智联网存在网络安全防护体系薄弱等系统性挑战;在技术能力方面,多目标感知精度有限、动态网络管理滞后等问题尚未得到解决;在产业生态上,受基础设施滞后、产业链协同不足和商业模式单一等因素影响,低空智联网规模化应用进程受阻。

(一)设备接口与协议缺乏统一规范、空域管理规则滞后、网络安全威胁成为当前核心挑战

一是设备接口与协议出现碎片化问题。无人机飞控指令、数据回传及低空智联网相关标准尚未统一,这导致跨厂商协同困难与系统集成受阻,部分企业尝试建立兼容框架,但因技术壁垒和利益博弈进展有限。二是空域管理规则滞后于技术发展。现行法规对新兴低空交通工具混合运行场景缺乏细化规范,部分低空试点区域因动态空域管理体系缺失增加了飞行冲突风险。三是网络安全威胁严峻。低空智联网面临飞行器身份伪造、导航数据篡改、频谱干扰等安全风险,轻量化加密技术在保障数据安全的同时,存在计算资源消耗与密钥管理难题,调研还发现行业普遍在安全防护方面存在漏洞检测能力不足等问题。

(二)低空通信覆盖不足、多目标感知薄弱、动态网络管理滞后制约核心能力

一是通信覆盖不足。地面5G网络存在低空覆盖盲区,难以满足三维通信需求,多数企业推进通感一体化专网时普遍面临毫米波设备成本高、功耗大及天气干扰等问题,垂直方向的稳定通信覆盖仍待突破。二是多目标感知精度不足。高密度无人机集群难以普遍实现亚米级定位追踪,多传感器融合方案成本高且复杂,部分企业在城市低空测试过程中,传感器误判率随目标密度上升显著增加,动态环境下的实时感知能力还需优化。三是动态网络拓扑管理与边缘算力支撑不足。经调研了解,无人机集群作业常因网络拓扑变化导致协同指令延迟,边缘算力成为智能化调度主要制约因素之一。

(三)基建滞后、协同欠缺、模式单一阻碍规模化应用进程

一是基础设施建设滞后。全国通用机场数量不足,低空通信基站受城市规划与建设成本制约难以形成连续覆盖。部分企业推进无人机物流、巡检项目时,因缺乏配套的起降场地与通信设施被迫采用高成本临时方案,阻碍了规模化发展。二是产业链协同机制有待完善。通信与飞行器制造商在技术研发、标准制定等环节存在技术壁垒,在通感一体化技术融合中缺乏深度协作,跨领域联动欠缺导致兼容调试频繁,技术衔接低效。三是商业模式尚未成熟。低空应用试点多依赖政策补贴,市场化路径有待突破,用户付费意愿低和成本回收周期长导致资本持观望态度,产业生态尚未形成。

四、我国低空智联网高质量发展对策建议

为推动低空智联网的规模化发展,激活低空经济产业效能,需从标准协同、技术攻关与生态共建等方面系统推进,通过产业政策制定者、监管平台、个体用户、技术型企业等主体的有机协同,共同促进低空智联网高质量发展。

(一)加快构建全域贯通的标准化与安全防护体系

夯实标准协同基础,筑牢安全防护防线。一是构建跨行业标准协同机制。政府牵头,通过标准协同、智能空域管理和安全体系优化,推进统一、灵活、可信的低空运行标准建设。初期统一接口与频谱并建立强制认证,中期开源协议库促进行业适配,远期实现北斗与全球导航互认,推动标准国际化。二是升级智能空域管理平台。建设全国低空运行仿真系统,整合实时气象、飞行器轨迹、空域占用状态等信息实现AI智能调度,分层划设无人机物流通道与eVTOL走廊并实施动态预约。构建区块链责任追溯体系,通过飞行数据共享联盟解决事故定责问题。三是打造“端—边—云”立体安全防护体系。加强企业安全防护技术培育,通过设备端运用可信计算技术实现飞行器身份认证与数据加密,边缘侧部署智能安全网关,抵御信号劫持。在云端建立低空安全威胁情报共享平台,形成动态防御能力。多方协同推进空天地一体化防护,实现低空通信与卫星网络融合。

(二)强化核心技术攻关,优化低空智联网络架构

由政府牵头统筹布局核心技术攻关。积极试点低空经济区,部署空天地感知网络。另外,充分发挥多元主体作用,突破高敏度感知等技术瓶颈。加强产学研协同,培育多模态感知系统研发等联盟,推动激光雷达、智能超表面等技术产业化。建立边缘算力共享平台,通过AI算法实现动态资源分配,优化无人机自组织网络补盲能力。同时,引导企业加强核心技术自主培育。研发自适应与量子通信协议保障指令可靠传输,开发分布式感知网络实现低算力冲突预测,升级动态网络管理技术破解高密度集群通信瓶颈。

(三)构建产业协同生态,培育创新发展模式 

一是强化基础设施协同布局与共建共享,统筹规划通用机场、无人机起降点、充换电设施等布局,在城市核心区建设低空驿站,提供一站式服务。推动通信企业与电网企业合作,建设通信能源一体化基站以扩大低空网络覆盖。二是深化产学研用跨域协同创新,建立跨领域联合实验室,推动设备商、制造商、算法公司在通感一体化、智能导航等领域联合研发。三是构建开源硬件生态,定义标准化接口,支持厂商灵活替换不同供应商的模块化组件,缩短设备兼容测试周期,降低设备迭代成本。四是培育可持续商业生态体系,构建按需购买与动态定价的模式,利用会员制通过高频次服务等方式降低单次使用成本,整合多元功能打造一站式产品,开发专项险种共担风险,并加强科普宣传提升公众认知与接受度。

参考文献

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[5]宋杰,周建锋,王卫斌.低空智联网赋能低空经济的思考与探索[J].信息通信技术与政策,2024,50(11):28-32.

(徐畅系赛迪研究院赛迪顾问有限公司通信产业研究中心研究员;胡小鹏系赛迪研究院赛迪顾问有限公司通信产业研究中心总经理) 

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