低空经济：无人机与5G技术驱动下的新质生产力发展前景

空天地一体化网络

打造低海拔经济发展“神经中枢”

随着无人机自主飞行技术和5G通信技术的快速发展，开放空域、促进低空经济发展已成为各国政府和行业的重要战略方向。什么是低空经济？如何实现低空飞行器的精准控制和可靠连接？其未来发展趋势如何？

低空经济：新生产力的典型代表

党的二十届三中全会明确提出发展通用航空和低空经济。其中，低空经济是依托低空空域资源，以民用有人、无人机飞行活动为带动，以各类技术融合创新为驱动，辐射带动综合经济形态的综合经济形态。相关领域和产业链发展。低空经济作为战略性新兴产业，涵盖飞机研发制造、基础设施建设运营、飞行服务保障全链条。它是新生产力的典型代表，具有巨大的市场价值。

低空经济的发展将引发交通旅游、农林植保、物流配送、公共安全等诸多领域的技术变革。交通领域，电动垂直起降飞机的研发和量产，让早晚高峰“飞”成为可能，进一步缓解城市交通拥堵问题。在农业领域，无人机可用于农作物监测、农药喷洒、播种等，提高农业生产效率和质量。在应急救援领域，无人机具有快速部署、灵活机动的特点。他们可以克服山区、森林等复杂地理环境，快速到达重大事故现场，缩短响应时间，提高救援效率。在能源巡检方面，传统的人工巡检效率低、安全风险高。无人机巡检可以快速、准确地获取电力设备的运行状态信息，及时发现潜在故障和安全隐患。在城市管理中，利用配备光电吊舱的无人机等低空运载设备捕捉高分辨率的城市图像，可以为相关部门提供详细、实时的数据支持，有利于高效的城市规划和安全保障。

通感融合：推动低空高效智能控制

低空经济的发展离不开低空网络通信能力和传感能力的支撑。一方面，低空监控平台和无人机机载数据实时回传都依赖于可靠的通信网络。另一方面，无人机等低速小目标的“黑飞”使得低空安全面临挑战，建立高精度、低时延的感知网络刻不容缓。与视觉感知相比，基于无线信号的感知方法受天气影响较小，可以实现全天候感知。

无线通信和无线传感本来是两种基于电磁波的功能。前者侧重于利用电磁波承载信息的能力来实现文本、音频、图像和视频数据的传输，以1G至5G移动通信系统为典型应用；后者侧重于利用电磁波在不同物体上的散射特性来提取环境或目标的物理参数信息，以军用或民用雷达为典型应用。虽然无线通信系统和感知系统实现的功能和性能指标完全不同，但都对信号带宽提出了越来越高的要求：根据香农信息论和检测估计理论，信息传输速率和参数估计精度与信号带宽有关。信号带宽。成正比。然而，受频谱资源稀缺的限制，很难为通信系统和传感系统分配大量带宽。在此背景下，利用同一频段基于统一信号同时实现通信和感知功能（联觉融合）已成为发展趋势。

尽管通信系统和感知系统的目标功能不同，但它们的硬件组件非常相似。同时，毫米波/太赫兹等频段大规模天线技术和信号处理技术的发展也为联觉融合的实现奠定了基础。随着综合联觉信道模型和新型空口波形的不断演进和突破，未来6G移动通信网络将从单一通信功能拓展到通信和传感双重功能，实现一网两用，驱动升级的相关产业。

联觉融合网络的大规模部署将为广域低空智能管控提供关键支撑，保证低空节点“可见”、“可调用”、“可管理”。首先，为了解决低、慢、小飞行目标易被遮挡、难以区分的问题，复用蜂窝网络的联觉融合技术为多点协同感知提供支持。通过聚合多角度的感官信息，可以有效减少感知盲点。获得更高的检测概率和感知精度，保证低空节点在复杂恶劣的环境和天气条件下安全飞行。此外，基于低空节点位置信息和环境感知信息，进行低空网络拓扑构建、干扰特征分析和高效资源分配，可以有效缓解空域资源竞争，保证连接稳定可靠。最后，基于广域感知和通信报告信息，综合运用人工智能手段，建立低空空域三维数字信息系统，完善可靠运行识别机制，有效支撑低空空域安全监管体系。提高低空空域管理效率。

天地合一：低空经济未来趋势

由于传统移动通信网络的主要服务主体是地面用户，基站波束通常向下倾斜，导致单个基站感知盲区较大。虽然采用多站协作技术可以显着消除盲点，但随着低空应用的深入发展和空域的不断延伸，单纯依靠地面网络完成低空智能监管将面临挑战。与地面移动网络相比，卫星系统具有覆盖广、成本低、覆盖全高度空域的优势。它们可以为城市、偏远地区、海洋、沙漠等不同场景的低空节点提供无处不在的连接支持，提高导航定位能力。 ，是弥补低空经济技术短板的关键。为了实现卫星网络和地面网络的顺利互操作和融合，国际标准化组织3GPP在第17版标准中引入了对非地面网络的支持，从而开启了天地一体化网络的发展进程。

根据距地面高度不同，卫星可分为高轨道、中轨道、低轨道三类。其中，高轨卫星相对地面静止，因此网络建设简单、信号传输稳定，可以在全球范围内提供精准导航服务。低轨卫星距离地面较近，具有传输损耗小、传输时延低、传输带宽大等优点。它们是实现天地一体化的重要平台。目前，我国在高轨卫星网络建设中已建成天通一号卫星移动通信系统，在高轨卫星网络建设中启动了“红燕星座”、“红云工程”、“星网工程”等计划。低轨卫星互联网星座，并陆续发射。此次成功标志着我国天地一体化网络建设取得重要进展。

在此背景下，构建以地面一体化联觉网络为基础，卫星网络和民航专网为补充的低空智能监管网络，实现广域可靠通信、智能精准导航、智能导航等高效协同。多维立体感知，满足低空经济场景。满足各类飞机“高密度、高频次、广覆盖、大连接、低时延、高安全”的运行要求，能够有效支撑低空经济产业发展。

2024年是国内低空经济发展元年，也是5G-Advanced商用元年。以联觉融合为代表的新兴技术在低空经济领域展现出应用前景。天地一体化网络将成为低空经济发展的“神经”。展望未来，从便捷到安全，从生产到生活，低空经济的发展将深刻改变人们的生活方式，推动社会向智能化迈进。

（作者为北京理工大学信息与电子学院教授）