摘要：随着无人机、低空飞行器等新兴航空设备的广泛应用，低空空域的使用变得越来越频繁，特别是在物流配送、城市空中交通、农业监测和应急救援等场景中，低空空域管理的复杂性和重要性日益凸显。

随着无人机、低空飞行器等新兴航空设备的广泛应用，低空空域的使用变得越来越频繁，特别是在物流配送、城市空中交通、农业监测和应急救援等场景中，低空空域管理的复杂性和重要性日益凸显。

当前，针对低空空域的通信、导航、监测和气象保障技术尚未形成统一的标准和系统化的方案，导致各国和地区在低空空域安全管理方面存在不一致和技术空白。

因此，行业内亟需编制一份白皮书，系统梳理相关技术框架、标准和应用场景，这将有助于建立技术标准和行业规范，从而确保低空空域飞行器能够安全、高效地运行。

统一低空空域的通信、导航、监测以及气象数据处理标准，有着诸多重要意义。一方面，这一举措能够增强无人机、低空飞行器与地面系统之间的互操作性，并且可以切实降低空域管理的复杂程度，有效防止通信干扰以及空域冲突情况的发生。

另一方面，这些标准对于相关技术的发展与创新具有指引作用。在诸如无人机交通管理（Unmanned Aircraft Traffic Management System, UTM）、低空物流、灾害应急等各类空域管理场景里，通信、导航、监测以及气象技术的融合运用极为关键。白皮书发布之后，技术开发者和决策者能够更清晰地把握这些技术当前的状况以及未来的发展走向，进而推动新型设备和系统解决方案的研究与开发，使低空空域管理的效率得到进一步提升 。

此外，统一标准的制定还将推动国际合作，促进各国在低空空域技术上的交流与协作。低空空域作为新兴的空域资源，其安全和发展关系到全球航空活动的整体格局。统一的标准与技术体系有助于建立全球范围的低空空域监管网络，确保各国在技术应用和政策制定方面保持协调一致，共同应对低空空域管理的挑战。

低空通导监及气象技术概述

低空通信、导航、监视及气象技术是保障低空空域中无人机、低空飞行器等航空器安全、高效运行的核心技术体系，覆盖通信联络、飞行导航、空域监视以及气象预警等多个方面。通过协同工作，这些技术能够实现信息的高效交互与整合，提供稳定的飞行保障与空域管理支持。随着无人机、低空物流和城市空中交通的发展，通导监气技术正成为低空空域管理的基础。

1、基本概念

1）低空通信：指的是在低空空域中，飞行器与地面控制站、其他飞行器之间的信息传递。低空通信技术的核心是确保稳定、实时、双向的数据传输，支持飞行控制、状态反馈、任务指令等功能。常用的通信方式包括 5G、无线电频段、卫星通信和专用航空通信网络等。

2）低空导航：帮助飞行器在低空空域中实现精确定位和航线控制，确保其在复杂环境中安全飞行。常见的导航方式包括 GNSS、INS、GBAS（如差分 GPS）和 VN 等技术。

3）低空监视：主要用于空域管理者对低空飞行器的实时监控，保障飞行安全。通过监视技术，地面控制中心可以了解飞行器的位置、速度、高度等参数，并对空域进行管理，避免冲突和碰撞。主要技术包括雷达、自动相关监视广播系统、视觉感知系统和飞行数据记录系统等。

4）气象技术：通过气象传感器、气象雷达、无人机搭载的气象设备，飞行器能够获取实时气象数据，避免受到恶劣天气的影响。气象技术可以提供风速、气温、湿度、气压等重要信息，并为飞行计划制定提供依据。

2、技术功能分类

1）通信技术：包括无线电通信（如 VHF/UHF）、5G 网络、卫星通信、Wi-Fi 等，主要用于飞行器与地面及其他飞行器之间的信息传输。

3）监视技术：包括雷达监控、自动相关监视广播系统、视觉识别、红外成像等，用于实时监控飞行器位置、空域情况和飞行动态。

4）气象技术：包括气象站、气象卫星、无人机传感器等，用于提供实时天气数据和气象预警。

发展历程与现状分析

低空通信、导航、监视及气象技术的发展历程反映了科技进步对航空管理与飞行安全保障的推动作用，随着无人机和低空飞行器应用的持续增长，特别是在城市空中交通、物流配送、应急救援等领域，低空空域的技术需求变得更加迫切和复杂。在早期主要服务于传统航空业，如民航、军用航空，随着科技的进步，逐渐向低空空域应用拓展，相关技术的发展历程如下：

早期阶段：通信、导航和监视技术最初应用于高空和中空航空器中，主要通过无线电、地基雷达和简易气象站进行空域管理，设备体积大、成本高，低空空域的技术应用受限。随着全球导航卫星系统的普及，民航和军航开始采用精确定位系统，而监视技术主要依赖地面雷达和 ADS-B 系统。

无人机技术的引入：20 世纪 90 年代开始，无人机技术逐渐进入民用和商业领域，推动了低空通导监气技术的革新。随着无人机规模和应用场景的扩大，传统高空航空技术被简化、优化，以适应低空空域的小型化设备需求。特别是在导航领域，GNSS 技术结合 INS，实现了更高精度的导航。同时，地面通信设施的升级，以及卫星通信的引入，使无人机与控制中心之间的信息传输更加稳定。

智能化与自动化：进入 21 世纪，随着 5G、物联网、人工智能（Artificial Intelligence，AI）和边缘计算等技术的飞速发展，低空空域管理得到了全面提升。随着低空空域管理对智能化、自动化需求的不断提升，飞行器与地面系统、其他飞行器之间需要实时进行大数据量的双向通信，5G 技术的低延迟和高带宽特性，满足了这些大规模数据的实时传输需求，使得低空通信更加高效稳定，为智能化与自动化奠定了坚实基础。同时，在 AI 和边缘计算的赋能下，导航和监视技术逐渐朝着自动化和智能化方向发展，进一步提升了低空空域管理的效率和安全性。

气象技术的升级：随着无人机飞行器的广泛应用，微型气象站、气象传感器、无人机搭载的气象设备得到了快速发展。这些系统能够实时获取低空飞行环境的气象数据，如风速、气压、湿度等参数，保障飞行器在复杂气候条件下安全运行。同时，气象数据与大数据、云计算的结合，为低空空域的飞行计划和调度提供了更为精确的决策支持。

如今，低空通导监气技术正朝着标准化、智能化和全球互联互通的方向发展。低空通信方面，5G 通信网络和卫星通信逐渐成为低空飞行器的主流选择，确保了实时、高效的飞行数据传输。

导航技术在 GNSS 的基础上，引入了更多的增强系统（如差分 GPS、RTK）和基于视觉的自主导航系统，进一步提高了飞行器的导航精度。监视技术则逐步融合了雷达、ADS-B、光学感知和 AI 算法，能够在复杂空域中实现动态实时监控和自动避障。

气象技术也不断进步，便携式气象设备、云平台气象分析系统的广泛应用，使低空空域的气象保障更加全面。

未来发展趋势分析

低空通信、导航、监视及气象技术在未来的发展将呈现出智能化、集成化和全球化的趋势，这些趋势将推动低空空域的高效利用和无人机等低空飞行器的广泛应用。

1. 智能化

智能化技术将在低空领域大放异彩，随着人工智能、边缘计算和大数据分析的不断进步，这些技术将更深度地集成到无人机和低空交通管理系统中，实现更自动化、智能化的决策和操作。

自主飞行能力：无人机将能够自主识别航线、避障、监测气象条件，并根据实时数据自动调整飞行参数。例如，基于 AI 的自主避障系统可以实时感知环境并优化飞行路径，提升飞行安全性和效率。

智能气象预测：通过大数据分析和气象模型，无人机可以实时获取气象数据并预测天气变化，从而优化飞行计划，避免恶劣天气的影响。

智能空域管理：低空交通管理系统将通过 AI 算法实现空域的动态分配和飞行器的智能调度，提高空域利用率和飞行效率。

2. 集成化

集成化趋势将加速低空通信、导航、监视及气象技术的融合，形成统一的管理平台，实现多技术的无缝衔接。

综合管理平台：通信、导航、监视和气象技术将通过综合系统提供统一的飞行管理服务，确保无人机、空中出租车等飞行器在不同空域和应用场景中的顺畅运行。例如，集成化的低空管理系统可以实时监控飞行器的位置、状态和气象条件，提供全面的飞行支持。

3. 全球化

全球化是低空技术发展的另一个重要趋势，国际民航组织和各国政府正在推进低空空域的全球标准化管理，推动各国空域管理系统的互操作性与协调性。

跨境飞行与物流：未来，跨境无人机飞行、全球物流配送和国际应急救援等应用场景将日益普及。例如，无人机可以实现跨国物流运输，为偏远地区提供紧急物资支持。

全球通信网络：随着 5G、卫星互联网等通信基础设施的完善，全球覆盖的低空通信网络将使无人机等低空飞行器实现全球无缝连接，推动全球无人机经济的蓬勃发展。

国际合作与标准化：国际民航组织将推动低空空域管理的国际协调与标准化，制定统一的技术标准和操作规范，为跨境飞行和国际合作提供支持。

来源：源起基金