五部门联合发文要求2027年低空公共航路地面移动通信网络覆盖率不低于90%,Remote ID强制标准已全面实施——低空“数字天路”正在从概念走向现实。本报告从信息物理基础设施、数据与服务支撑层到应用系统层,完整拆解了低空智联网通导监体系的建设路径与技术架构。
低空智联网的总体架构与设计逻辑
低空智联网是保障低空飞行活动“看得见、叫得应、管得住”的数字化基础设施体系。其基本架构由三个核心层次组成:信息物理基础设施层、数据与服务支撑层、以及应用系统层,共同提供低空通信、导航、监视等基础数据和能力,支撑低空物流、载人出行、公共服务、文体旅游等典型应用场景的安全高效运行。
信息物理基础设施层是智慧网联设施的“感知-传输层”,承担着获取各类信息并进行有效传输的关键作用,涵盖低空的通信、导航、监视基础设施以及低空气象、无人机反制等其他保障基础设施。数据与服务支撑层由接入网、交换网和服务网组成,通过统一的接口标准和数据格式实现低空智慧网联的基础数据接入、交换与分发。应用系统层包括运行管理系统、低空服务系统以及安全监管系统,随着低空应用场景的不断发展,该层将引入更多的应用系统。
这一架构遵循“融合复用”的设计思想,充分利用城市既有的通信铁塔、北斗基准站、交通监控摄像头等存量资源,通过技术路线协同、建设选址协同、数据协同与智算资源协同四个维度,实现低空设施与智慧城市现有体系的深度融合。
通信与导航设施——低空飞行的“神经网络”与“定位系统”
低空通信设施综合利用多种技术手段,依托地基和星基现有资源,构建满足全天候、全域无缝覆盖的空地通信体系。4G/5G蜂窝网络是当前的主力技术手段,利用蜂窝移动通信网络实现广覆盖、高速率的空地通信,满足规模化低空智能载具的通信需求。面向300米以下低空航路沿线、低空应用热点区域,充分利用现有5G等移动通信网络基础设施,并结合应用发展规模和场景需求探索低空专网。
五部门意见指出,综合应用卫星通信、地面移动通信等方式,为300米以上低空空域及偏远地区提供网络覆盖。低空专网设施建设应在现有通信基础设施上进行补足——利用现有蜂窝网络的杆塔和基站设施进一步布设低空专网设备,通过独立组网、公专结合、天地一体组网等方式逐步实现广域连续覆盖、高可靠、低时延的低空通信。
低空导航设施充分利用北斗地基增强系统和北斗导航公共服务平台,通过5G等移动通信网络播发定位增强信息,进一步提高低空航空器定位速度和定位精度。导航设施不仅提供基本的导航信息,还需提供高精度的卫星导航和实时的导航状态监测。当前各类低空飞行器主要依赖于卫星+视觉导航系统,未来应进一步融合多源导航技术,增强系统的冗余性和可靠性,确保在复杂环境下低空载具仍能获得精准的导航信息。
监视与气象设施——低空安全的“眼睛”与“感知器”
低空监视设施是各地需要着重投入的细分领域。大型飞行器通常配备ADS-B模块;而受限于时频资源,飞行频次密集的小型无人机无法使用ADS-B方式进行信息播报。为此,国家出台强制标准《民用无人驾驶航空器系统运行识别规范》(GB 46750-2025),要求无人机在出厂时必须配备广播式或网络式RID模块,解决了“谁在飞、在哪飞”的基础问题。
对于合作目标(能够主动公布身份信息的飞行器),通过ADS-B接收站、RID接收站等设备获取飞行器实时飞行状态。对于非合作目标(不公开身份与位置信息的飞行器),需部署低空监视雷达(利用多普勒雷达、相控阵雷达等多种雷达组合)、光电探测设备(利用可见光、热红外成像等技术进行探测追踪)、以及5G-A通感一体化基站。五部门意见指出,在部分区域探索通感融合技术应用,进一步加强与雷达、光电感知系统、运行识别等技术的协同,提升对低空航空器探测、识别和轨迹追踪能力。
低空气象设施关注的重点要素包括风速与风向、降水、相对湿度、气温、气压、能见度以及云量与云高。根据《低空经济气象基础设施建设总体要求》,小微型起降设施标准配置为具有风廓线扫描功能的中近距型激光测风雷达、小型综合气象站、大气电场仪;中型起降设施额外增配能见度仪。对于飞行空域内格点气象观测密度,飞行高度120米以下、飞行距离5公里以内的空域格点密度为500米;飞行高度300米以下、飞行距离20公里以内的空域格点密度为1公里。
安防设施与数据服务支撑层——从被动处置到主动预警
低空安防设施是低空智慧网联体系的“安全盾牌”,目的是构建全方位、多层次的安全防护体系,应对各类干扰以及“黑飞”等非法活动。据现有低空事故数据统计,在存在导航及通信频段电磁环境干扰的空域,低空民用航空器事故发生概率较电磁环境洁净的空域呈指数级增加。安防设施涵盖两个层面:
频谱安全监测设施通过固定式电磁频谱环境监测测向节点(监测半径约7千米)和低空巡航导航信号干扰监测测向系统(巡航半径8千米),对低空通信及导航信号干扰隐患进行预警和精确定位。
低空反制设备包括四类技术手段:无线电干扰阻断(发射大功率干扰信号压制无人机通信链路)、导航诱骗(通过伪造卫星导航信号提供虚假位置信息)、物理拦截(通过地面或空中平台发射拦截网捕获非法无人机)、定向能武器(利用高能激光或微波束使无人机失效)。反制设备分为固定式、车载/机载式和手持式三个层次,重点保护区域部署固定式,各类区域灵活部署车载式,近距离突发威胁由安保人员携带手持式。
数据与服务支撑层由接入网、交换网和服务网构成,是连接底层硬件与上层应用的“中枢纽带”。接入网采用移动公网、卫星通信网、低空通信专网等网络技术将低空飞行器连接到网络中,使用标准化数据格式确保互操作性。交换网依托国产化分布式云基础设施构建中心云与边缘云协同的低空算力网络,中心云负责全局数据汇聚与宏观调度,边缘云处理高实时性业务。服务网则基于发布-订阅模式提供订阅分发、资源调度保障与智能分析决策能力。