城市樓宇間，物流無人機(jī)精準(zhǔn)投送貨品，巡檢無人機(jī)自動(dòng)執(zhí)勤，載人飛行器實(shí)現(xiàn)空中通勤——這些曾在科幻電影中出現(xiàn)的場(chǎng)景，正在逐步成為現(xiàn)實(shí)。

8月底，第六屆位置服務(wù)科技論壇暨北斗與低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化會(huì)議在貴陽舉行。作為2025中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)的系列交流活動(dòng)之一，來自科研院所、高校、企業(yè)及政府部門的專家，圍繞北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“北斗系統(tǒng)”）應(yīng)用規(guī)模化、低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)化等議題展開探討。

低空經(jīng)濟(jì)是指以民用有人駕駛和無人駕駛航空器的低空飛行活動(dòng)為牽引，輻射帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域融合發(fā)展的綜合性經(jīng)濟(jì)形態(tài)。此次論壇上，多名與會(huì)專家引用中國(guó)工程院院士陳志杰在2024年提出的一個(gè)觀點(diǎn)：發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)要解決“飛得起來、飛得安全、飛出效益”三大需求。

要實(shí)現(xiàn)這三大需求，功夫遠(yuǎn)在低空之外。

天：北斗為“眼”，定位時(shí)空

低空的空域范圍，通常指垂直高度1000米以下，根據(jù)實(shí)際需要，可延伸至3000米以內(nèi)。而想讓低空飛行器精準(zhǔn)航行，要先將目光投向兩萬公里之上的蒼穹，在那里，北斗衛(wèi)星構(gòu)成的導(dǎo)航系統(tǒng)正在成為低空飛行器的“時(shí)空指南針”。

“功能多、技術(shù)特、精度高”是中國(guó)工程院院士劉經(jīng)南在會(huì)議上概括的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)三大優(yōu)勢(shì)。“功能多，因?yàn)樗侨蛭ㄒ患ㄐ拧?dǎo)航、遙感及搜救功能于一體的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；技術(shù)特，是指它融全球和區(qū)域星座為一體，融合星地間雙向通信和星際通信。”劉經(jīng)南指出，精度高，則是指其在納秒級(jí)的時(shí)間同步精度內(nèi)，就能反映出0.5米-5米范圍內(nèi)的位置信息。

這些意味著北斗系統(tǒng)在為航空器提供精準(zhǔn)時(shí)空引導(dǎo)信息的同時(shí)，還能為空中交通服務(wù)提供定位監(jiān)視信息，“解決低空空域‘看不見’‘叫不應(yīng)’‘管不住’等問題。”劉經(jīng)南說。

此外，北斗系統(tǒng)也是全球唯一可對(duì)求救者回送短報(bào)文通信的搜救衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。他舉例，在2019年某通航飛機(jī)失聯(lián)救援案例中，北斗系統(tǒng)的短報(bào)文功能發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

但發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)能否用好這個(gè)“時(shí)空指南針”，在中國(guó)電科首席科學(xué)家、綜合時(shí)空網(wǎng)絡(luò)與裝備技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任蔚保國(guó)看來，關(guān)鍵還在于“融”。

北斗系統(tǒng)帶著導(dǎo)航定位的使命誕生，低空經(jīng)濟(jì)可作為其中一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，卻是另一個(gè)完全不同的體系。“不能照搬通用航空和運(yùn)輸航空的理念和手段。”蔚保國(guó)解釋，“低空經(jīng)濟(jì)需要一種全新的、全自動(dòng)的空中交通管理模式，需要時(shí)空信息來賦能。”

賦能并不等同于簡(jiǎn)單的疊加。蔚保國(guó)舉例，即使把一個(gè)北斗系統(tǒng)的終端應(yīng)用加在無人機(jī)上，也只能解決個(gè)體的、局部的問題，“并不能把低空經(jīng)濟(jì)活動(dòng)通過時(shí)空信息驅(qū)動(dòng)起來”。他說，只有北斗系統(tǒng)和低空經(jīng)濟(jì)兩大體系深度融合，才能成為協(xié)同發(fā)展的倍增器，而要做到這一點(diǎn)，就需要研究體系融合的路徑和能力。

蔚保國(guó)提出自己的構(gòu)想——從時(shí)空角度來說，需要構(gòu)建低空時(shí)空網(wǎng)，建設(shè)能把北斗系統(tǒng)的綜合時(shí)空體系和低空經(jīng)濟(jì)融合在一起的基礎(chǔ)設(shè)施，“形成地上、地下、云上立體的時(shí)空服務(wù)。解決宏觀的絕對(duì)問題、微觀的相對(duì)問題以及時(shí)空態(tài)勢(shì)的管理問題”。

而從北斗的角度來說，他認(rèn)為目前應(yīng)用系統(tǒng)雖然很多，但“并不構(gòu)成統(tǒng)一的北斗應(yīng)用服務(wù)體系”，一個(gè)完整的應(yīng)用服務(wù)體系不僅應(yīng)包含北斗系統(tǒng)本身，也應(yīng)包括直接面向行業(yè)和市場(chǎng)的服務(wù)系統(tǒng)，并將其統(tǒng)籌起來。

地：地網(wǎng)作“腦”，打造數(shù)字基座

如果說北斗系統(tǒng)讓低空飛行器擁有了“眼”和“嘴”，使其能感知自身的時(shí)空位置，并通過短報(bào)文報(bào)告狀態(tài)，那么幫助它判斷周圍環(huán)境、思考規(guī)劃航線的“智慧大腦”則來自地面。

“想象你每天走在路上，頭頂飛著承載幾十公斤貨物的物流機(jī)，攜帶化學(xué)藥品的無人機(jī)像小蜜蜂一樣從你上方掠過，你害不害怕？”國(guó)際歐亞科學(xué)院院士、鄭州大學(xué)學(xué)術(shù)副校長(zhǎng)鄧中亮向觀眾描繪了這樣一個(gè)場(chǎng)景。

“低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，站在用戶的角度必須可信、安全。”他強(qiáng)調(diào)，要做到這一點(diǎn)，“光靠衛(wèi)星定位是不夠的，必須要和地面合作才行”。

物流運(yùn)輸、空中交通、農(nóng)林作業(yè)、工業(yè)巡檢、應(yīng)急救援、低空文旅……低空經(jīng)濟(jì)應(yīng)用場(chǎng)景的多元性毋庸置疑，但當(dāng)飛行器需要穿行于云層、飛鳥、建筑、山體、密林之間時(shí)，它所面臨的地理空間環(huán)境問題也極為復(fù)雜。

莫干山地信實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行主任、國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心研究員張繼賢帶來了可能的解決方案。在他看來，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)的首要前提，而數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施則是其中的靈魂。時(shí)空信息就是低空經(jīng)濟(jì)的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施，能為低空經(jīng)濟(jì)的安全高效運(yùn)行提供關(guān)鍵的支撐。

“但現(xiàn)有的時(shí)空信息技術(shù)與服務(wù)模式供給效率低，智能化水平也不足。”張繼賢指出，在此背景下，亟待向智能化技術(shù)和服務(wù)模式轉(zhuǎn)型，來提供高質(zhì)量時(shí)空信息，支撐高層次、高水平的時(shí)空賦能。

地理空間智能就是一種解決方案。

簡(jiǎn)單來說，地理空間智能是以地理空間信息為對(duì)象，以人工智能方法為驅(qū)動(dòng)，并通過模擬來解決復(fù)雜地理空間問題的一種智能手段。

張繼賢認(rèn)為，地理空間智能可以為低空經(jīng)濟(jì)提供以下幾個(gè)賦能場(chǎng)景：一是精準(zhǔn)刻畫物理空間，提供技術(shù)保障；二是通過構(gòu)建三維導(dǎo)航地圖、構(gòu)建機(jī)空導(dǎo)航系統(tǒng)等，為低空飛行提供導(dǎo)航支撐；三是利用大模型進(jìn)行低空航路的智能規(guī)劃；四是實(shí)現(xiàn)空域資源的優(yōu)化配置和航路網(wǎng)的飛行智能管控。

理想狀態(tài)下，以地理空間智能體系為核心的時(shí)空信息基礎(chǔ)設(shè)施能在未來賦能城市的治理運(yùn)營(yíng)、行業(yè)的監(jiān)測(cè)監(jiān)管、社會(huì)公眾服務(wù)三大領(lǐng)域。

但有“智慧大腦”還不夠，還得有能夠聯(lián)通一切的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，才能讓低空飛行器高速、可靠地傳輸所有信息和指令，確保“眼睛”看到的數(shù)據(jù)能傳給“大腦”，“大腦”的決策能下發(fā)給機(jī)器。這個(gè)“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”就是地面通信網(wǎng)絡(luò)。

在地面通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，劉經(jīng)南提出了“北斗+5G-A”低空管理技術(shù)。“5G是隨機(jī)性的網(wǎng)絡(luò)，5G-A則是一種確定性的網(wǎng)絡(luò)，信息傳輸可測(cè)、可控、可感知，所以更安全，相當(dāng)于5.5G。”

“5G-A的保障能力更強(qiáng)，加上北斗的信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)從3000米以下的低空到300米、200米、100米這樣的無人機(jī)空域全方位的監(jiān)控。”劉經(jīng)南說，此外，還可以用被動(dòng)式的雷達(dá)進(jìn)行監(jiān)控，采用較強(qiáng)的電視信號(hào)“打”在無人機(jī)上，收到反射波對(duì)其進(jìn)行定位。

“低空作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，需要推動(dòng)北斗與4G、5G、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)融合，為低空飛行器提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，提高低空飛行的穩(wěn)定性和安全性。”劉經(jīng)南說。

機(jī)：潛力巨大，挑戰(zhàn)猶存

雖然被統(tǒng)稱為“低空飛行器”，但實(shí)際上面對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，低空經(jīng)濟(jì)中涵蓋的主要飛行器種類很多。

中國(guó)科學(xué)院院士朱位秋在會(huì)議中介紹，低空飛行器的分類，包括無人駕駛的航空器，微型、中型、小型的無人飛行器，其重量、最大飛行的高度以及距離都有規(guī)定，跟傳統(tǒng)的通用航空器并不一樣。此外，不同于燃油驅(qū)動(dòng)的通用航空器，未來低空航空器中，電動(dòng)垂直起降飛行器（eVTOL）將成為主要工具。

朱位秋表示，相較于傳統(tǒng)通用航空器，這種飛行器具備很多優(yōu)點(diǎn)：一是垂直起降，不需要機(jī)場(chǎng)；二是低噪聲，“普通的直升機(jī)噪聲達(dá)到82分貝，電動(dòng)垂直起降飛行器為65分貝”；三是更環(huán)保，污染更少；四是更容易維護(hù)；五是成本更低；六是高效便捷，“和汽車、輪船相比出行時(shí)間更短，和民航飛機(jī)相比需要準(zhǔn)備的時(shí)間更短，所以更靈活”。

那么，我們距離乘坐這種飛行器“打飛的”還有多遠(yuǎn)？

浙江大學(xué)航空航天學(xué)院教授、浙江省無人機(jī)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任鄭耀表示，從技術(shù)角度來說“讓飛行器飛起來沒有問題，但假如今天下大雨、刮七八級(jí)大風(fēng)呢？如果飛機(jī)之間發(fā)生碰撞了呢？”他打了個(gè)比方，“騎自行車、開汽車都有可能摔跤、碰撞，如果是飛機(jī)遇到這些事故要怎么辦？”

“因此從技術(shù)的角度，不能不把飛行性能做到最好。”鄭耀說，在此過程中，涉及的問題與挑戰(zhàn)十分艱巨復(fù)雜，不僅要研究設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，還要解決能源問題、載重續(xù)航問題、自主飛行控制問題、安全性可靠性和場(chǎng)景應(yīng)用等問題。僅在燃料方面，就要考慮電動(dòng)還是混動(dòng)，搭配柴油還是煤油等多種方案。“從飛行器本身來說，我們還有很多活要干。”

朱位秋也提到，對(duì)于低空飛行器的研發(fā)應(yīng)用，還存在不少挑戰(zhàn)。首先就是噪聲污染，一架低空飛行器的噪聲或許尚能接受，但當(dāng)多架飛行器高頻率飛行時(shí)，對(duì)居民生活干擾可能更為直接。

“未來無人機(jī)送貨，空中出租車等低空項(xiàng)目大規(guī)模推廣時(shí)，城市的噪聲污染難以避免。”他說，要解決這個(gè)問題，不僅要從技術(shù)方面入手，還涉及未來的航線和航行時(shí)段規(guī)劃。

此外，在可靠性方面，控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)與材料、動(dòng)力系統(tǒng)是否穩(wěn)定可靠，都直接關(guān)乎飛行器的安全。“潛在解決方案是優(yōu)化飛行器的設(shè)計(jì)，建立完善的維護(hù)保養(yǎng)體系并加強(qiáng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)。”朱位秋說，而對(duì)于低空交通運(yùn)輸系統(tǒng)的安全問題、航跡規(guī)劃問題等則更需要依賴未來智能化算法的發(fā)展。

中國(guó)民用航空局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，到2025年，中國(guó)低空經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)1.5萬億元，到2035年有望達(dá)到3.5萬億元。“潛力巨大。”朱位秋說，“但是能不能實(shí)現(xiàn)需要看我們的努力，包括技術(shù)創(chuàng)新、政策環(huán)境、應(yīng)用拓展等方面。”