摘要：在通用航空、無人機等新興產(chǎn)業(yè)的促進和低空域開放政策的推動下，低空空域已成為我國航空領域基礎關鍵資源和稀缺戰(zhàn)略資源，在服務空防空管建設、滿足航空飛行需求、支撐航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面發(fā)揮著至關重要的作用。文章基于我國低空空域尚處于發(fā)展初期管理不完善的現(xiàn)狀，研究低空安全管理及無人機監(jiān)管實驗平臺建設方案，規(guī)范對低空空域飛行活動的監(jiān)管方法，加大監(jiān)管力度，保障低空空域相關產(chǎn)業(yè)高效、平穩(wěn)、迅速發(fā)展。

關鍵詞：低空空域；無人機；無線電監(jiān)管

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.06.048

中圖分類號：TN 98，V 279+.2" " " " " "文獻標志碼：A" " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）06-0-03

Abstract： With the promotion of emerging industries such as general aviation and UAV industry and the promotion of low airspace opening policy， low altitude airspace has become the basic key resource and scarce strategic resource in China's aviation field， playing a vital role in serving the construction of air defense and air control， meeting aviation flight demand and supporting the development of aviation industry. Based on the current situation that the low altitude airspace is still in the initial stage of development and the management is not perfect， this paper studies the construction scheme of low altitude safety management and UAV supervision experiment platform， standardizes the supervision methods of flight activities in the low altitude airspace， increases the supervision efforts， and guarantees the high efficiency， steady and rapid development of the related industries in the low altitude airspace.

Key words： low altitude airspace; unmanned aircraft; radio supervision

1" 研究背景

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，低空空域相關產(chǎn)業(yè)成為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、藍海產(chǎn)業(yè)，成為促進經(jīng)濟社會高質量發(fā)展、落實交通強國和航空強國戰(zhàn)略的重要支撐。為推動通航產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國近年來出臺了一系列政策法規(guī)：2009年起開始低空域管理改革；2010年頒發(fā)了文件《關于深化我國低空空域管理改革的意見》；2014年發(fā)布《低空空域使用管理規(guī)定（試行）》；2016年5月，將低空空域真高由1 000米提升至3 000米；2018年10月12日，民航局結合我國通航發(fā)展需求及低空空域管理改革試點實際情況，印發(fā)了《低空飛行服務保障體系建設總體方案》；2022年1月，國務院在《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》中明確提出深化低空空域管理改革和有序推進通用機場規(guī)劃建設的目標[1]。

從“十二五”期間軍航空管系統(tǒng)的“兩大區(qū)七小區(qū)”的全國集中改革試點，到“十三五”期間由省級地方政府牽頭組織的區(qū)域改革試點，低空空域管理改革試點不斷深入，為“十四五”期間低空空域“飛”起來奠定了堅實基礎。我國已在海南、四川、湖南、江西、安徽五個省推行低空空域管理改革試點工作，取得了效益和成果。

我國在低空空域管理方面尚處于初級階段，缺乏上層的監(jiān)管平臺、統(tǒng)一標準體系、管理辦法和監(jiān)測手段等，亟須在管理和監(jiān)管方面進行技術改革創(chuàng)新，并探索低空空域無人機監(jiān)管實驗平臺以促進低空相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展，保證通航飛機和無人機的低空空域飛行更加安全有序。

2" 低空空域產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及問題

2.1 低空空域產(chǎn)業(yè)管理現(xiàn)狀

低空空域作為多類型航空用戶交織影響、和諧共生的活動空間，近幾年隨著通用航空、無人機產(chǎn)業(yè)等新興用戶的井噴式發(fā)展，已成為當前國家航空領域炙手可熱的基礎關鍵資源和稀缺戰(zhàn)略資源。目前，在我國低空空域內的民用飛行器主要為民航飛機、通航飛機和無人機三種。

（1）民航飛機擁有完整的地面保障系統(tǒng)、導航系統(tǒng)以及空中監(jiān)測響應系統(tǒng)，在民航公共運輸航空全運行周期內大多數(shù)時間的飛行高度在6 000米以上，僅有起飛和降落階段短時使用低空空域。同時民航空管局于2019年正式發(fā)布全國目視飛行航圖，“中國民航通用航空信息服務平臺”向廣大通用航空用戶無償提供通用航空情報產(chǎn)品和配套服務，可有效解決我國民航飛機在低空飛行的安全保障問題，保障民航飛機低空飛行安全。

（2）通航飛機基本可參照民航管理方式。2021年交通運輸部發(fā)布《民用航空導航設備開放與運行管理規(guī)定》，規(guī)定中對通用航空導航設備加大了管理力度并提出相關要求。但隨著低空空域的放開，通航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、通航航線的增加，通航飛機飛行過程中面臨的安全問題也逐漸增加。

（3）隨著無線電通信技術、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術、5G等技術等信息技術的發(fā)展和低空開放政策的推進和應用，無人機技術快速成熟，我國民用無人機產(chǎn)業(yè)由一些知名企業(yè)牽頭引領，整體發(fā)展迅速，且具有較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，在國際上也具有領先優(yōu)勢。民用無人機的應用從傳統(tǒng)的航拍攝影、農(nóng)業(yè)植保、資源勘探、遙感測繪、氣象探測等常規(guī)領域，逐步進入應急救援、防災減災等非常規(guī)領域。近年來，無人機產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模急劇增長，截至2021年12月，我國無人機運營企業(yè)有1.26萬家。2021年，民航局無人駕駛航空器空管信息服務系統(tǒng)UTMISS年合計報送作業(yè)1 861.5萬小時，日均飛行5.1萬小時、128萬架次。無人機產(chǎn)業(yè)潛力巨大，對低空空域的需求也日漸提升。根據(jù)《通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（2022）》，2021年全球民用無人機市場規(guī)模超過1 600億元，同比增長61.6%，預計2025年市場規(guī)模將達到5 000億元。2023年4月7日，國務院常務會議審議通過的《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例（草案）》也標志著未來中國無人機產(chǎn)業(yè)必將進入一個新的發(fā)展階段。

無人機與民航飛機、通航飛機差別較大，無法延續(xù)民航飛機的監(jiān)控管理方法。無人機具有方式多樣、活動類型繁多、準入門檻低、機載設備標準不統(tǒng)一等特點，大大增加了監(jiān)管的難度，目前還不具備無人機實時飛行監(jiān)測與管理系統(tǒng)。2017年民航局空管辦和民航局空管局聯(lián)合發(fā)布了《民用無人駕駛航空器違規(guī)飛行管制應急處置程序（暫行）》，用于處理無人機引發(fā)的低空安全問題，但仍無法有效解決無人機飛行的安全隱患問題。

2.2 低空空域存在的問題

鑒于以上各低空空域產(chǎn)業(yè)管理現(xiàn)狀，民航飛機具有完善的低空飛行安全保障系統(tǒng)，通航飛機和無人機成為影響低空空域安全的主要因素，而無人機因產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅猛增長更將成為管理的重中之重。目前，低空空域安全面臨的主要隱患包括三個方面。

首先，無人機潛在安全隱患。近年來，在相關政策推動下無人機產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，在促進經(jīng)濟發(fā)展的同時也引發(fā)嚴重的安全隱患。無人機違規(guī)飛行、“黑飛”現(xiàn)象頻發(fā)，擾亂空中秩序，甚至導致民航航班復飛，給民航帶來很多安全隱患。無人機在低空、超低空和城市區(qū)域進行飛行作業(yè)時高度分散、點多、線多、面廣，具有明顯的飛行目標較小、運行方式靈活、過程難以預測等特點，也增加了監(jiān)管的難度。

其次，通航飛機與無人機之間可能沖突。一方面，無人機靈活方便、準入門檻低，促進應用范圍和場景不斷擴大，與農(nóng)林牧漁、制造、礦業(yè)、電力、建筑、物流、體育等行業(yè)深度融合，具有“多領域、跨行業(yè)、全鏈條”的特點；另一方面，通航產(chǎn)業(yè)隨著低空空域開放而迅速發(fā)展，許多地區(qū)已經(jīng)開辟出了多條通航飛行航線。無人機和通航飛機飛行數(shù)量的增加，導致各種低空航空飛行器之間產(chǎn)生飛行沖突，因此統(tǒng)籌協(xié)調低空空域資源，探索無人機運行基礎建設迫在眉睫[2]。

最后，低空缺乏整體監(jiān)管。我國目前的低空空域管理工作尚處于探索期，公安部和工信部分別提出了無人機電子圍欄和無人機一機一碼的要求，以加強對無人機管理，限制其飛行區(qū)域，快速識別無人機。民航局空管辦2022年8月提出《民用無人駕駛航空發(fā)展路線圖V1.0》，將無人駕駛航空打造為智慧民航的重要組成部分。為了實現(xiàn)無人機或通用航空有序、高效、安全地飛行，需在設備管理、監(jiān)測監(jiān)管方面做好規(guī)范化、標準化和整體化工作。

在設備規(guī)范管理方面，僅少部分低空飛行器配備發(fā)射和應答設備，所配備的設備缺少標準規(guī)范，無整套通信協(xié)議，無法實現(xiàn)統(tǒng)一指揮和航信規(guī)劃；在整體監(jiān)管方面，缺少整體監(jiān)測措施和全國范圍內無人機設備的實時狀態(tài)和位置信息采集，缺少數(shù)據(jù)動態(tài)感知、移動管控，以及以大數(shù)據(jù)為基礎的綜合、智能、可視化監(jiān)管的一體化平臺，無法對無線電信號、無人機航跡、繁忙程度等信息的存儲、統(tǒng)計、分析、能力進行有效的綜合態(tài)勢評估和跨地域的聯(lián)動指揮。

3" 低空空域無人機監(jiān)管實驗平臺方案

為保障低空安全、促進低空空域管理，必須建立一套無人機監(jiān)管平臺，可通過建立包含有通航飛機的機載發(fā)射設備、搭載信標的標準無人機、地面監(jiān)測系統(tǒng)、無人機監(jiān)管系統(tǒng)的無人機監(jiān)管試驗平臺，來驗證該平臺的實時信息展示、綜合態(tài)勢分析、歷史數(shù)據(jù)比較等功能，具體建設方案如下。

（1）通航飛機飛行動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測。在通航飛機上增加標準的信號發(fā)射設備，發(fā)射設備將相關信息內容傳遞給地面監(jiān)測系統(tǒng)，再由地面監(jiān)測系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)管平臺，傳輸信息包括經(jīng)度、緯度、高度、時間、航跡角，航線拐點、航向、空速、風速、風向以及外界溫度等。由監(jiān)管平臺結合通航飛機需要提前上報飛行計劃給監(jiān)管平臺，該平臺將對通航飛機的飛行動態(tài)數(shù)據(jù)進行分析，確認通航飛機是否按飛行計劃飛行，避免與其他通航飛機或無人機發(fā)生飛行沖突。

（2）無人機飛行動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測。無人機監(jiān)控平臺提供飛行計劃模塊，完成飛行前任務的報備審批流程，選擇飛行地區(qū)、飛行區(qū)域、飛行時間、飛行區(qū)域單元格及查看計劃審批狀態(tài)等，平臺收集并展示經(jīng)報備的無人機作業(yè)數(shù)據(jù)，平臺能夠對已報備登記的作業(yè)無人機進行有效識別，從飛行計劃、起降時刻、飛行軌跡等多環(huán)節(jié)對站內無人機實現(xiàn)可視化閉環(huán)管控。對于仍無法滿足應用的場景，可采用為作業(yè)無人機掛載定位信標的辦法。無人機掛載信標模塊，通過信標模塊回傳無人機實時坐標軌跡與地面監(jiān)測系統(tǒng)中的無人機探測設備探測出的軌跡，一同上傳至監(jiān)管平臺進行匹配分析。

（3）搭建地面監(jiān)測系統(tǒng)。地面監(jiān)測系統(tǒng)可利用現(xiàn)有無線電監(jiān)測站、無線電監(jiān)測車、監(jiān)測節(jié)點、便攜式監(jiān)測設備，由4臺無線電定位偵測器（探測識別、定位報警）、后端管控平臺（對全過程進行監(jiān)測和管控）組成。使用無線電被動接收技術對由通航飛機信號發(fā)射設備以及無人機搭載信標發(fā)射的無線電信號進行探測接收，將分析解算出的通航飛機以及無人機方位、頻點、型號、位置等信息傳輸給無人機監(jiān)管實驗平臺，對于無法通過通信主動鏈接獲取狀態(tài)的無人機，可采用TDOA精準定位方案施行飛行定位。可連續(xù)7×24小時實現(xiàn)對無人機及操作者進行精準定位、跟蹤鎖定。

（4）建設無人機監(jiān)管實驗平臺。以無線電的高精度無人機管控技術和無人機資源整合為重點，以大數(shù)據(jù)應用為核心，建立集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控管理、預防預警、應急指揮、態(tài)勢分析、統(tǒng)計報表、移動應用、可視化于一體的信息化無人機監(jiān)管試驗平臺。該平臺具有實時顯示解析無人機及操縱者的地理坐標信息，設置無人機飛行動態(tài)電子圍欄和報警等功能，同時對于來歷不明的無人機，可有效識別其關鍵信息，如飛行軌跡、高度、速度、坐標等。無人機監(jiān)管實驗平臺綜合政策文件和關鍵信息，發(fā)布相關預警信息并協(xié)助處置，提升無人機數(shù)字化監(jiān)管的能力，統(tǒng)籌掌握指定地區(qū)無人機飛行情況，打造無人機智能化管控體系[3]。

4" 低空域管理平臺建設的意義

隨著通航產(chǎn)業(yè)、無人機產(chǎn)業(yè)在物流、農(nóng)業(yè)、航拍以及載人等領域的推廣應用，低空飛行器正在開啟一個嶄新的航空時代。低空空域飛行服務保障體系是低空空域“飛”起來的重要安全保障。低空空域發(fā)展為民航強國建設帶來前所未有的機遇，同時也引出了有關法規(guī)標準、空域資源、技術驗證等一系列難題。

通過建設低空域管理平臺，構建完整的無人駕駛航空飛行器與通航飛機的設備無線電信號發(fā)射應答標準體系、飛行管理標準體系，以及能保障實時監(jiān)測通航飛機、無人機真實飛行動態(tài)數(shù)據(jù)的無人機監(jiān)管實驗平臺，實時掌握無人機情況，綜合展示全國范圍內的無人機運行態(tài)勢，為低空安全提供服務和支撐，保障低空空域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，提高低空空域資源利用率和管理水平提高，加快促進“十四五”總體規(guī)劃中有低空規(guī)劃的落實。

參考文獻

[1] 孫昊牧．通航政策年度大盤點[J]．今日民航，2018（006）：80-89.

[2] 孟姣燕．低空經(jīng)濟，如何乘勢打造新亮點[N]，湖南日報，2022-09-02（5）.

[3] 劉霈霞．無人機探測與反制裝備技術應用及趨勢展望[J]．中國安防，2023，1（2）：41-46.