通感一体化是低空经济的关键吗

  通感一体化并非低空经济的全部,但它是低空经济实现安全、高效、规模化发展的关键性赋能技术和基础设施基石。其重要性体现在它直接解决了低空经济运行中“看不见、联不上、管不住”的核心痛点。以下将从定义与关联性、低空经济的核心挑战、通感一体化的关键赋能作用、具体应用场景以及未来展望等方面,进行论述。

  一、 什么是低空经济与通感一体化?

  1. 低空经济的内涵与构成

  低空经济是一种以低空空域(通常指3000米以下)为活动空间,以各类有人驾驶和无人驾驶航空器(如无人机、eVTOL等)为运营载体,通过相关飞行活动带动研发制造、运营服务、基础设施保障等全产业链发展的综合性经济形态。其产业构成通常包括四个核心环节:

  •   低空制造:航空器整机及零部件的研发与制造。
  •   低空飞行:各类航空器的运营与飞行活动,是产业的核心牵引力。
  •   低空保障:为空域安全和飞行活动提供支持的管控系统、通信导航、起降场地等基础设施与服务。
  •   综合服务:包括教育培训、会展、数据服务等衍生业态。

  低空经济的高质量发展依赖于空域、航空器、基础设施、市场需求和法规体系五大关键要素的协同。其中,安全可靠、高效智能的基础设施(特别是通信、感知、导航与空管系统)是确保整个体系安全、高效率运行的“技术基础”。

无线图传

  2. 通感一体化的技术本质

  通感一体化是指在同一套系统内,通过共享频谱资源、硬件设备和信号处理流程,实现通信功能与感知(如测距、测速、成像、目标识别)功能的一体化设计与深度融合。它并非通信与感知的简单叠加,而是从波形设计、信号处理到组网架构的底层融合。

  技术核心:其核心优势在于能够将原生的感知能力集成到通信系统中,构建一个协同高效、多功能的网络。关键技术包括一体化波形设计、多天线感知、多点协作感知等。

  发展阶段:它是5G-Advanced(5G-A)演进的重要特征,并已被国际电联(ITU-R)等组织明确为6G的典型应用场景和核心趋势之一。未来6G网络将向“一网多能”演进,融合移动通信、感知网络和算力网络。

  二、 低空经济面临的核心挑战与基础设施需求

  低空经济的繁荣,尤其是无人机和eVTOL的高密度、常态化运行,对基础设施提出了前所未有的高要求,这些要求正是传统技术架构的短板:

  高精度、广覆盖的实时感知需求:低空空域环境复杂,存在建筑物、高压线、飞鸟、气象变化以及非法入侵的“黑飞”无人机等多种动态障碍和威胁。确保飞行安全,必须对空域内的飞行器和障碍物进行无盲区、高精度、低延迟的连续感知与监控,这是传统雷达或独立传感器难以经济、全面实现的。

  超可靠、低时延的通信需求:无人机和eVTOL需要与地面控制中心、其他飞行器以及交通管理系统进行持续的数据交互,包括飞行控制指令、状态信息、高清热力图传等。这要求通信网络具备大带宽、高可靠、低时延和广覆盖的特性,尤其在复杂城市和偏远地区。

  高效的空中交通管理(UTM)需求:随着飞行器数量激增,需要一套数字化的“低空天路”管理系统,能够实时监控所有航空器的位置、航迹,进行冲突预警和动态航路规划。这依赖于通信与感知数据的实时、深度融合与交互

  经济性与可部署性挑战:如果为通信、雷达定位、遥感侦测等分别建设独立的系统和网络,将导致频谱资源紧张、硬件成本高昂、部署复杂,难以支撑低空经济的普惠化与规模化发展。

  三、 破解低空经济瓶颈的融合方案

  通感一体化技术恰好为上述挑战提供了一个系统性的解决方案,其“关键”地位体现在以下几个不可替代的赋能层面:

  1. 提供融合的基础设施,实现“一网多能”

  通感一体化基站可以同时作为通信基站和感知雷达站使用。它通过集成通信、感知(及定位导航)功能,形成一个协同的网络系统。这意味着,在部署低空经济所需的通信覆盖网络时,同步原生地获得了对空域的感知监控能力,极大简化了基础设施的复杂度,降低了建设和维护成本,符合经济高效的发展原则。

  2. 实现通信与感知的深度互惠,提升系统整体性能

  感知辅助通信:通过感知获取的环境信息(如障碍物分布、其他飞行器位置),可以动态优化通信资源的分配(如波束指向),提升通信链路的可靠性和效率。

  通信辅助感知:利用广泛的通信网络节点,可以实现多站协同感知,扩大感知覆盖范围,提升定位精度和跟踪能力,这是单点雷达无法比拟的优势。

  这种互惠互利的关系,使得整个低空信息网络的整体性能(安全性、效率、可靠性)远超通信与感知系统简单并列的模式。

  3. 赋能精准、智能的低空安防与交通管理

  通感一体化是构建低空安防体系和 数字化空中交通管理(UTM)‍ 的核心技术。它能够:

  建立电子围栏:对机场、政府机关、大型活动场所等敏感区域进行实时监控,精准探测、识别并预警非法入侵的无人机。

  实现航路保护与轨迹跟踪:对合法飞行的航空器进行全程高精度定位与轨迹跟踪,确保其沿预定航线飞行,并及时发现偏航、冲突等异常情况,为调度系统提供实时决策依据。

  4. 支撑丰富的商业化应用场景落地

  通感一体化的能力直接使能了低空经济众多高价值应用场景的安全与高效运营。根据行业白皮书和案例,其应用已涵盖:

  物流配送与外卖送餐:中国移动等运营商已利用5G-A通感一体技术,实现无人机物流配送和外卖送餐航线的连续感知与通信保障,提升效率和安全性。

  巡检与测绘:支持无人机进行能源设施(如电网、油气管线)巡检、交通路况巡检、地理测绘等,提供稳定的通信链路和精确的定位感知数据。

  应急救援与城市管理:在灾害现场提供应急通信与全景态势感知;用于城市治安巡逻、环境监测等。

  载人航空(eVTOL)‍ :为未来的空中出租车等载人低空飞行提供至关重要的高可靠通信与实时环境感知保障,是确保其商业运营安全的前提。

  四、 被广泛认可的基础设施核心

  行业分析、研究报告及企业白皮书普遍将通感一体化置于低空经济发展中的核心战略位置:

  它被明确为 ‍“低空经济信息化中的关键概念”‍ 和 ‍“支撑低空经济发展”‍ 的技术。

  有观点直接指出 ‍“‘通感一体’将成为低空经济发展基石”‍ 。

  在低空经济的基础设施要素中,通感一体化技术被视为实现无缝通信和高精度感知服务的创新融合方案,是确保低空经济安全、高效率和高效益发展的技术基础的具体体现。

  甚至有财经分析将其定位为 ‍“基建核心”‍ 。

  五、 结论与展望

  综上所述,可以得出以下结论:

  通感一体化是低空经济关键基础设施的核心技术。它通过将通信与感知能力深度融合,为低空经济提供了必需且高效的“神经系统”(通信)和“视觉系统”(感知),解决了规模化运营中最根本的安全与效率瓶颈。

  它是低空经济从“可飞”到“飞得好、飞得广”的使能器。没有可靠的通信和全域感知,低空经济只能局限于小范围、低密度的简单应用。通感一体化使得高密度、网络化、智能化的低空运营成为可能,从而释放出物流、交通、巡检等巨大商业价值。

  它需要与其它关键技术协同。通感一体化虽是关键赋能技术,但低空经济的繁荣同样离不开飞行器设计与制造技术、能源动力技术(如电池)、先进的飞行控制系统、人工智能决策算法以及完善的法规标准体系等。它是一个强大的“使能平台”,需要与上层应用和前端硬件协同发展。

  展望未来(至2026年及以后)‍ :随着5G-A的规模商用和6G研发的深入,通感一体化的性能(如感知精度、分辨率、时延)将进一步提升。它将成为像公路、电网一样的低空经济标准基础设施,深度融合进低空交通管理系统中,并可能催生出全新的服务模式和产业生态。因此,对于任何志在参与或引领低空经济发展的国家、地区和企业而言,布局和掌握通感一体化技术,无疑是抢占未来产业制高点的关键战略举措

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