摘要：当前低空导航网主要以 GPS、北斗等为代表的卫星导航系统为主，逐步融合惯性导航、视觉导航等能力。低空导航为无人机或其他低空飞行器提供的准确位置信息，助力低空飞行器精准路径规划，躲避飞行障碍物，提高飞行效率，确保低空飞行安全性。

发展趋势与面临挑战

当前低空导航网主要以 GPS、北斗等为代表的卫星导航系统为主，逐步融合惯性导航、视觉导航等能力。低空导航为无人机或其他低空飞行器提供的准确位置信息，助力低空飞行器精准路径规划，躲避飞行障碍物，提高飞行效率，确保低空飞行安全性。

卫星导航能够为无人机提供全天候、全天时、高精度的定位和导航服务，随着我国北斗三号系统全球卫星组网的完成，将进一步支撑低空导航网的自主化能力。国内通信运营商也积极打造 5G+北斗高精度定位网络，为低空提供高精度定位、低空管理授时、三维地图等导航网引擎能力，能够为航空器飞行提供精确的位置、速度、时间服务等信息。

同时，惯性导航、SLAM 视觉导航（同时定位与地图构建）等技术日趋成熟，并逐渐融合应用与低空领域，低空飞行器通过多传感器实时采集周围环境和自身姿态信息，构建飞行环境深度地图，实现自主避让和自主导航，并且能与定位导航系统结合，进一步提高导航的精度和可靠性。

未来低空导航网以高精度北斗卫星定位系统为基础，融合惯性导航、视觉导航等辅助定位手段，实现高精度定位导航体系。卫星导航一般通过卫星和用户的信号收发时间间隔测量和距离计算得到定位结果，在较为开阔的低空区域，卫星定位可以作为重要的全局导航定位手段，但在城市密集区域，卫星定位导航容易受到建筑物遮蔽的影响，需要惯性导航、视觉定位等其他定位手段的辅助。

惯性导航利用加速度计、陀螺仪高频采样数据，通过机械编排算法或航位推算技术计算相对位置和姿态信息，惯性导航误差会随工作时间逐步积累，需要卫星导航相结合，定期更新导航计算坐标系。视觉定位导航利用相机、激光雷达作为传感器，通过同步定位及地图构建技术达到局部坐标系下的导航定位效果，定位精度高。视觉定位导航需要在可视范围内进行，因此范围较小，一般在起降阶段用于辅助起飞降落过程。尽管导航技术发展已有几十年经验，但是在低空场景下，建筑遮蔽、电磁干扰等因素都会对导航精确度产生影响，同时多种导航定位融合算法尚不成熟，导致低空导航还面临如下挑战。

一是北斗卫星导航存在覆盖盲区。在城市或山区等复杂地形环境中，建筑物、山脉等障碍物会阻挡导航信号的传播，形成信号覆盖盲区，影响低空飞行器的导航。此外，山谷、丘陵等地形也会干扰导航信号，使飞行器难以接收到准确的导航信息。

二是导航的精度和可靠性有待提升。低空环境中存在着大量的电磁干扰信号，如电信业务干扰、其他无线设备干扰、雷雨电磁干扰等，影响导航的精度和可靠性。同时，目前的低空导航地面基础设施还不够完善，如导航台站、监视设备等的覆盖范围有限，难以满足低空飞行器对导航精确度和可靠性的需求。

三是北斗当行与其他补充导航的融合定位方案欠缺。北斗卫星导航系统在复杂环境或特定需求下，需与惯性导航、视觉导航等补充导航手段进行融合，以实现更高精度和更可靠的定位。然而，目前北斗与其他导航系统的融合定位方案仍存在不足，包括融合算法的优化、系统间的互操作性、数据共享与协同处理等方面的问题，限制了北斗卫星导航系统在复杂环境下的应用范围和性能发挥。

2. 重点布局方向

着眼于低空经济发展需要，积极推动低空无人机搭载北斗模组，突破北斗模组与不同无人机适配、轻量化、性能提升等关键技术已成为重中之重。现阶段载波差分(RTK)卫星定位技术是重点发展方向，但在城市密集区域，卫星定位导航容易受到建筑物遮蔽的影响，需要惯性导航、视觉定位等其他定位手段的辅助，通过构建多源融合导航方案，满足差异化低空环境的导航需求。

重点布局方向 ：导航性能增强演进

PPP-RTK（Precise Point Positioning Real-Time Kinematic）是卫星导航领域重点布局方向，通过全球 100 余个地面站的信息进行导航状态域建模和估计，包括卫星轨道误差、钟差、卫星相位偏差和电离层延迟等，补偿信号传播过程中的误差项，精度可达到3~5cm。PPP-RTK相比传统 PPP 技术收敛更快，与网络 RTK 相比对地面站的依赖大幅减少，且不容易泄露用户位置信息。惯性导航将与卫星导航等其他导航技术组合使用。

例如，在卫星信号受到遮挡或干扰时，惯性导航可以提供短时间内相对准确的导航信息，待卫星信号恢复后，再利用卫星导航的高精度定位信息对惯性导航的误差进行修正，从而实现高精度、高可靠性的低空导航。无线电导航将甚高频全向信标（VOR）和测距仪（DME）融合使用，测算低空飞行器相对于地面信标的方位信息，确定飞行器在二维平面上的位置，可以在一定区域内为飞行器提供准确的导航定位服务，尤其适用于没有卫星导航信号或者需要备

用导航手段的情况。SLAM 视觉导航在视觉里程计的基础上增加回环检测和优化功能，进行飞行路径的累计误差消除，同时构建飞行环境的地图进行精确定位导航，是飞行器起降环节导航重点突破方向。

重点布局方向 ：多源融合导航方案

多源融合导航方案通过将雷达传感器等设备所获取的环境信息来与卫星、惯性导航和视觉导航数据进行融合，建立各传感器的误差模型，以确定在数据融合时传感器所提供数据的置信度和权重，并在一些特殊环境完成粗差的探测和剔除，从而在复杂环境中能够发挥各自优势，增强导航系统的稳定性并提升精度。

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来源：小肖科技观