低空感知网发展趋势与面临挑战

摘要:当前低空感知网尚处于起步阶段,雷达、光电、5G-A通感多种感知方式并存,表现出差异化的感知能力和适用场景,尚未形成明确技术方案及大范围部署。传统感知体系包括民航雷达、ADS-B(Automatic Dependent Surveillance Broadcas

当前低空感知网尚处于起步阶段,雷达、光电、5G-A通感多种感知方式并存,表现出差异化的感知能力和适用场景,尚未形成明确技术方案及大范围部署。传统感知体系包括民航雷达、ADS-B(Automatic Dependent Surveillance Broadcast,广播式自动相关监视)、光电系统等技术,主要实现重要区域的部署及飞行器感知监测。

传统民航雷达利用电磁波回波探测目标,发射功率一般为百瓦级到千瓦级,探测感知距离能够达到 300 公里左右,但受制于电磁辐射大、建筑物遮挡等因素,难以在城市低空区域大规模部署。ADS-B地面站通过接收机载设备广播的状态信息,能够对400 公里范围内配备并启用ADS-B 功能的飞行器进行监测,稳定性和可靠性较高,但无法对未经注册和授权的“黑飞”活动、以及违反飞行规定的“违飞”活动进行有效监测。

光电感知利用红外相机、光学望远镜等光学设备,对低空目标进行实时追踪和监视,具有精确度高、快速成像和识别等优势,但感知距离通常只有数十米,且容易受光照和能见度影响,无法在云层遮蔽、烟雾沙尘等恶劣天气进行监视。近年来,5G-A通感一体受到广泛关注,理想条件下单个基站具备 1000 米范围内10 米级的感知精度,但大规模 5G-A 组网感知有效性尚需进一步验证。

未来低空感知网将综合运用雷达、光电、ADS-B、5G-A通感一体等多种技术,构建多源感知能力融合感知体系,形成泛在监管、重点保障的低空感知能力。具体来说,面向机场、政府大楼、军队驻地等要地场景,主要布局雷达融合光电感知技术体系,构建由远至近的高精度融合感知能力体系;面向航线、区域等一般场景,结合5G-A泛在连续组网能力和雷达的远距离感知能力,打造广域覆盖的融合感知体系。

面向重点设施、区域、航线等的差异化感知需求,探索多源感知能力融合的感知体系,成为满足差异化低空感知需求的发展重点。

同时,多源感知能力协同的融合感知体系还将充分结合机器学习、数字孪生、大数据等工具,打造多源感知能力协同平台,利用全维度、各层次、多目标的实时监测结果,依据空域管理和调度等需求实现对感知数据的深度挖掘和智能分析,构建空域航路级空域流量和冲突模型,支撑空域、航路、飞行器等监测管理及实时动态调度能力,实现空域的精细化管理。

现阶段面向低空的感知技术和产品研发正处于起步阶段,感知技术体系尚未建立,多源感知融合技术和平台相对缺乏,导致低空感知服务能力还不能满足低空经济对精细化空域管理的安全要求,成为制约低空经济规模化发展的关键要素。

一是低空感知技术体系和融合架构尚不成熟。低空感知网络将是一个多种感知手段融合、能够实现多种目标感知探测的体系。然而,现有雷达、光电、5G-A 通感一体、ADS-B 等感知探测技术手段在低空领域的应用还不成熟,低空环境中的飞行物、气象等多种要素的实时精确感知能力尚未建立,多种感知方式的融合架构未形成,目前尚未出现能够支撑低空经济商业化落地的融合感知方案和产品。

二是低空多感知能力协同算法及平台尚未建立。未来低空感知探测将充分融合多维感知探测传感数据,实现低空经济常态化安全运营。然而,现有感知探测技术产品各自为战,感知数据在特定感知需求和感知目标下独立完成感知计算与状态预测,“数据孤岛”现象严重,多种感知能力的协同算法和协同平台尚未建立,感知探测能力将与空域管理系统还未形成合力,无法有效支撑起空域管理部门精准空域管理的需求。

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来源:小媛谈科技

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