低空空域无人机监管实验平台方案

研究背景

随着经济和社会的发展，低空空域相关产业成为国家战略性新兴产业、蓝海产业，成为促进经济社会高质量发展、落实交通强国和航空强国战略的重要支撑。

为推动通航产业发展，我国近年来出台了一系列政策法规：2009年起开始低空域管理改革；2010年颁发了文件《关于深化我国低空空域管理改革的意见》；2014年发布《低空空域使用管理规定（试行）》；2016年5月，将低空空域真高由1000米提升至3000米；2018年10月12日，民航局结合我国通航发展需求及低空空域管理改革试点实际情况，印发了《低空飞行服务保障体系建设总体方案》；2022年1月，国务院在《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》中明确提出深化低空空域管理改革和有序推进通用机场规划建设的目标[1]。

从“十二五”期间军航空管系统的“两大区七小区”的全国集中改革试点，到“十三五”期间由省级地方政府牵头组织的区域改革试点，低空空域管理改革试点不断深入，为“十四五”期间低空空域“飞”起来奠定了坚实基础。我国已在海南、四川、湖南、江西、安徽五个省推行低空空域管理改革试点工作，取得了效益和成果。

我国在低空空域管理方面尚处于初级阶段，缺乏上层的监管平台、统一标准体系、管理办法和监测手段等，亟须在管理和监管方面进行技术改革创新，并探索低空空域无人机监管实验平台以促进低空相关产业发展，保证通航飞机和无人机的低空空域飞行更加安全有序。

低空空域产业现状及问题

低空空域产业管理现状

低空空域作为多类型航空用户交织影响、和谐共生的活动空间，近几年随着通用航空、无人机产业等新兴用户的井喷式发展，已成为当前国家航空领域炙手可热的基础关键资源和稀缺战略资源。目前，在我国低空空域内的民用飞行器主要为民航飞机、通航飞机和无人机三种。

（1）民航飞机拥有完整的地面保障系统、导航系统以及空中监测响应系统，在民航公共运输航空全运行周期内大多数时间的飞行高度在6000米以上，仅有起飞和降落阶段短时使用低空空域。同时民航空管局于2019年正式发布全国目视飞行航图，“中国民航通用航空信息服务平台”向广大通用航空用户无偿提供通用航空情报产品和配套服务，可有效解决我国民航飞机在低空飞行的安全保障问题，保障民航飞机低空飞行安全。

（2）通航飞机基本可参照民航管理方式。2021年交通运输部发布《民用航空导航设备开放与运行管理规定》，规定中对通用航空导航设备加大了管理力度并提出相关要求。但随着低空空域的放开，通航产业的发展、通航航线的增加，通航飞机飞行过程中面临的安全问题也逐渐增加。

（3）随着无线电通信技术、工业互联网技术、5G等技术等信息技术的发展和低空开放政策的推进和应用，无人机技术快速成熟，我国民用无人机产业由一些知名企业牵头引领，整体发展迅速，且具有较为完整的产业链，在国际上也具有领先优势。民用无人机的应用从传统的航拍摄影、农业植保、资源勘探、遥感测绘、气象探测等常规领域，逐步进入应急救援、防灾减灾等非常规领域。

近年来，无人机产业市场规模急剧增长，截至2021年12月，我国无人机运营企业有1.26万家。2021年，民航局无人驾驶航空器空管信息服务系统UTMISS年合计报送作业1861.5万小时，日均飞行5.1万小时、128万架次。无人机产业潜力巨大，对低空空域的需求也日渐提升。

根据《通用航空产业发展白皮书（2022）》，2021年全球民用无人机市场规模超过1600亿元，同比增长61.6%，预计2025年市场规模将达到5000亿元。2023年4月7日，国务院常务会议审议通过的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例（草案）》也标志着未来中国无人机产业必将进入一个新的发展阶段。

无人机与民航飞机、通航飞机差别较大，无法延续民航飞机的监控管理方法。无人机具有方式多样、活动类型繁多、准入门槛低、机载设备标准不统一等特点，大大增加了监管的难度，目前还不具备无人机实时飞行监测与管理系统。

2017年民航局空管办和民航局空管局联合发布了《民用无人驾驶航空器违规飞行管制应急处置程序（暂行）》，用于处理无人机引发的低空安全问题，但仍无法有效解决无人机飞行的安全隐患问题。

低空空域存在的问题

鉴于以上各低空空域产业管理现状，民航飞机具有完善的低空飞行安全保障系统，通航飞机和无人机成为影响低空空域安全的主要因素，而无人机因产业规模迅猛增长更将成为管理的重中之重。目前，低空空域安全面临的主要隐患包括三个方面。

首先，无人机潜在安全隐患。近年来，在相关政策推动下无人机产业迅猛发展，在促进经济发展的同时也引发严重的安全隐患。无人机违规飞行、“黑飞”现象频发，扰乱空中秩序，甚至导致民航航班复飞，给民航带来很多安全隐患。

无人机在低空、超低空和城市区域进行飞行作业时高度分散、点多、线多、面广，具有明显的飞行目标较小、运行方式灵活、过程难以预测等特点，也增加了监管的难度。

其次，通航飞机与无人机之间可能冲突。一方面，无人机灵活方便、准入门槛低，促进应用范围和场景不断扩大，与农林牧渔、制造、矿业、电力、建筑、物流、体育等行业深度融合，具有“多领域、跨行业、全链条”的特点；

另一方面，通航产业随着低空空域开放而迅速发展，许多地区已经开辟出了多条通航飞行航线。无人机和通航飞机飞行数量的增加，导致各种低空航空飞行器之间产生飞行冲突，因此统筹协调低空空域资源，探索无人机运行基础建设迫在眉睫[2]。

最后，低空缺乏整体监管。我国目前的低空空域管理工作尚处于探索期，公安部和工信部分别提出了无人机电子围栏和无人机一机一码的要求，以加强对无人机管理，限制其飞行区域，快速识别无人机。

民航局空管办2022年8月提出《民用无人驾驶航空发展路线图V1.0》，将无人驾驶航空打造为智慧民航的重要组成部分。为了实现无人机或通用航空有序、高效、安全地飞行，需在设备管理、监测监管方面做好规范化、标准化和整体化工作。

在设备规范管理方面，仅少部分低空飞行器配备发射和应答设备，所配备的设备缺少标准规范，无整套通信协议，无法实现统一指挥和航信规划；在整体监管方面，缺少整体监测措施和全国范围内无人机设备的实时状态和位置信息采集，缺少数据动态感知、移动管控，以及以大数据为基础的综合、智能、可视化监管的一体化平台，无法对无线电信号、无人机航迹、繁忙程度等信息的存储、统计、分析、能力进行有效的综合态势评估和跨地域的联动指挥。

低空空域无人机监管实验平台方案

为保障低空安全、促进低空空域管理，必须建立一套无人机监管平台，可通过建立包含有通航飞机的机载发射设备、搭载信标的标准无人机、地面监测系统、无人机监管系统的无人机监管试验平台，来验证该平台的实时信息展示、综合态势分析、历史数据比较等功能，具体建设方案如下。

（1）通航飞机飞行动态数据监测。在通航飞机上增加标准的信号发射设备，发射设备将相关信息内容传递给地面监测系统，再由地面监测系统将数据传输到监管平台，传输信息包括经度、纬度、高度、时间、航迹角，航线拐点、航向、空速、风速、风向以及外界温度等。

由监管平台结合通航飞机需要提前上报飞行计划给监管平台，该平台将对通航飞机的飞行动态数据进行分析，确认通航飞机是否按飞行计划飞行，避免与其他通航飞机或无人机发生飞行冲突。

（2）无人机飞行动态数据监测。无人机监控平台提供飞行计划模块，完成飞行前任务的报备审批流程，选择飞行地区、飞行区域、飞行时间、飞行区域单元格及查看计划审批状态等，平台收集并展示经报备的无人机作业数据，平台能够对已报备登记的作业无人机进行有效识别，从飞行计划、起降时刻、飞行轨迹等多环节对站内无人机实现可视化闭环管控。

对于仍无法满足应用的场景，可采用为作业无人机挂载定位信标的办法。无人机挂载信标模块，通过信标模块回传无人机实时坐标轨迹与地面监测系统中的无人机探测设备探测出的轨迹，一同上传至监管平台进行匹配分析。

（3）搭建地面监测系统。地面监测系统可利用现有无线电监测站、无线电监测车、监测节点、便携式监测设备，由4台无线电定位侦测器（探测识别、定位报警）、后端管控平台（对全过程进行监测和管控）组成。

使用无线电被动接收技术对由通航飞机信号发射设备以及无人机搭载信标发射的无线电信号进行探测接收，将分析解算出的通航飞机以及无人机方位、频点、型号、位置等信息传输给无人机监管实验平台，对于无法通过通信主动链接获取状态的无人机，可采用TDOA精准定位方案施行飞行定位。可连续7×24小时实现对无人机及操作者进行精准定位、跟踪锁定。

（4）建设无人机监管实验平台。以无线电的高精度无人机管控技术和无人机资源整合为重点，以大数据应用为核心，建立集数据采集、数据分析、数据处理、监控管理、预防预警、应急指挥、态势分析、统计报表、移动应用、可视化于一体的信息化无人机监管试验平台。

该平台具有实时显示解析无人机及操纵者的地理坐标信息，设置无人机飞行动态电子围栏和报警等功能，同时对于来历不明的无人机，可有效识别其关键信息，如飞行轨迹、高度、速度、坐标等。

无人机监管实验平台综合政策文件和关键信息，发布相关预警信息并协助处置，提升无人机数字化监管的能力，统筹掌握指定地区无人机飞行情况，打造无人机智能化管控体系[3]。

低空域管理平台建设的意义

随着通航产业、无人机产业在物流、农业、航拍以及载人等领域的推广应用，低空飞行器正在开启一个崭新的航空时代。低空空域飞行服务保障体系是低空空域“飞”起来的重要安全保障。低空空域发展为民航强国建设带来前所未有的机遇，同时也引出了有关法规标准、空域资源、技术验证等一系列难题。

通过建设低空域管理平台，构建完整的无人驾驶航空飞行器与通航飞机的设备无线电信号发射应答标准体系、飞行管理标准体系，以及能保障实时监测通航飞机、无人机真实飞行动态数据的无人机监管实验平台，实时掌握无人机情况，综合展示全国范围内的无人机运行态势，为低空安全提供服务和支撑，保障低空空域经济的可持续发展，提高低空空域资源利用率和管理水平提高，加快促进“十四五”总体规划中有低空规划的落实。

END