民用无人机对现有空管提出的挑战
推动通用航空高质量发展方面,首先要协同推动低空空域管理改革。国家空管委组织在四川省成立了低空空域综合管理改革试点,深入推进低空空域管理改革,构建新型空域管理模式,力求实现空域资源对通用航空的有效供给。
无人机产业是航空产业的重要组成部分,成都拥有无人机整机研发制造、飞行控制系统、任务载荷系统、应用软硬件、配套运营服务为一体的完善产业链,聚集了纵横股份、腾盾无人机、朗星无人机、时代星光等具备各类核心技术的民营无人机企业。
据成都市无人机产业协会会长、成都纵横自动化技术股份有限公司董事长任斌介绍,自主化、集群化、多样化飞行是无人机未来发展趋势,低空无人机多样化应用、多变动态需求、高密度飞行,对现有空管体系提出了新的需求和挑战,需要突破超越当前空中交通管理系统基础设施、空中交通管制人员资源和载人飞机运行模式的关键技术。这些需求和挑战主要可以分为三个方面:
一是体系架构层面,包括新的空域结构、航线结构、无人机空管主体、无人机空管流程、多维信息的交互的传输、无人机空管体系与有人机空管体系边界与融合等。尤其在低空空域这一传统空管涉足较少的区域,可以认为需要几乎从零开始新建一个与高空管制空域空管体系完全对应的低空空管体系;
二是空管基础设施层面,传统空管的通信、导航、监视、信息等基础设施一般针对机场及高空空域,没有专门针对低空的基础设施,如传统的一二次雷达或ADS-B等监视技术手段应用于低空时将遇到信号覆盖范围和定位精度等多方面的问题,低空无人机空管需要大量新建相应配套的基础设施,但同时面临着有没有合适的技术,新建设施是否具有可行性等挑战;
三是空管关键技术层面,传统空管关键技术和管制手段都是人工化的,低空无人机飞行需要计算机自动化生成和处理空管指令,且低空飞行量巨大,需要快速智能化的处理技术,这就为现有空管关键技术的智慧化升级带来了切实的需求。但是,人工智能等智慧技术如何应用于空管当中,如何保证新技术下的飞行安全都是无人机产业为空管体系带来的挑战。
5G给低空无人机空管带来机遇
与无人机未来发展趋势相适应,必然要有与之相匹配的通信网络、通信设备、无人机管理平台和安全保障。纵观全球,无人机空管在体系架构、政策法规、关键技术、应用实施等方面均在探索阶段,没有成熟案例。低空无人机空管的首要难题在于无人机与空管系统的通信,随着5G商用技术的成熟,基于5G蜂窝网络大带宽、低时延、大连接的网络能力将赋能无人机产业,为低空无人机的看得见、控得住、能溯源等空管目标提供了天然的支持。在5G网络支撑下,通过基于人工智能的智能实时航线规划、智能起降管理、智能探测与避让、时空大数据等技术形成的智慧空管体系,是解决无人机空管、进而推动无人机大规模智能应用的关键技术和基础设施。
低空无人机空管作为“智慧空管”的重要组成部分,也必将向着信息传输网络化、运行空间数字化、飞行终端智能化的方向发展。接入低空移动通信网络的5G网联无人机,可以实现设备的监视和管理、航线的规范、效率的提升,促进空域的合理利用,从而极大地延展无人机的应用领域,在物流配送、应急救援、农业植保、电力巡检、警用执法、地质勘探、环境监测、森林防火以及影视娱乐等领域发挥重要作用,产生巨大的经济价值。
四川省是全国首批低空空域协同管理试点省份。5G时代的到来为网联无人机提供了更大的发展契机,将对未来无人机的应用提供巨大的支撑作用:一是实现无人机系统的遥控、遥测、信息传输与跟踪定位;二是实现无人机空域管控;三是支撑各种社会化应用服务。
任斌在谈到5G网联无人机的广阔前景时表示,基于新一代蜂窝移动通信网络5G为网联无人机赋予的实时超高清图传、远程低时延控制、永远在线等重要能力,全球将形成一个数以千万计的无人机智能网络,7×24小时不间断地提供航拍、送货、勘探等各种各样的个人及行业服务,进而构成一个全新的、丰富多彩的“网联天空”。
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