隨著無人機自主飛行技術與5G通信技術的快速發展，開放空域、推動低空經濟的發展已成為各國政府和產業界的重要戰略方向。低空經濟是什么？如何實現低空飛行器的精準管控與可靠連接？它的未來發展趨勢是什么？

低空經濟：新質生產力典型代表

黨的二十屆三中全會明確提出，發展通用航空和低空經濟。其中，低空經濟是依托低空空域資源，以民用有人駕駛和無人駕駛航空器飛行活動為牽引，以各類技術融合創新為驅動，輻射帶動相關領域和產業鏈融合發展的綜合性經濟形態。低空經濟作為戰略性新興產業，涵蓋航空器研發制造、基礎設施建設運營、飛行服務保障全鏈條，是新質生產力的典型代表，具備極大市場價值。

低空經濟的發展，將引領交通旅游、農林植保、物流配送、公共安全等諸多領域技術變革。在交通領域，電動垂直起降飛行器的研發與量產使得早晚高峰打“飛的”通勤成為可能，進一步緩解城市交通擁堵的問題。在農業領域，無人機可用于農作物監測、噴灑農藥、播種，提升農業生產效率和質量。在應急救援領域，無人機具有快速部署、靈活機動的特點，能夠克服山區、森林等復雜地理環境，迅速抵達重大事故現場，縮短響應時間，提高救援保障效率。在能源巡檢方面，傳統人工巡檢效率低，安全風險高，無人機巡檢可以迅速精確地獲取電力設備運行狀態信息，及時發現潛在故障和安全隱患。在城市管理中，利用無人機等低空載運裝備搭載光電吊艙，拍攝高分辨城市影像，可以為有關部門提供詳盡實時的數據支持，助力高效城市規劃與安全保障。

通感融合：助力低空高效智聯管控

低空經濟的發展離不開低空網絡通信能力與感知能力的支撐。一方面，低空監管平臺、無人機機載數據的實時回傳均依賴于可靠的通信網絡。另一方面，無人機等低慢小目標的“黑飛”使得低空安防面臨挑戰，亟須建立高精度、低時延的感知網絡。相比視覺感知，基于無線信號的感知方式受天氣影響小，可以實現全天候的感知。

無線通信與無線感知原本是基于電磁波實現的兩種功能，前者側重利用電磁波承載信息的能力實現文本、音頻、圖像及視頻數據的傳輸，以1G到5G移動通信系統為典型應用；后者則側重利用電磁波在不同物體上的散射特性提取環境或目標的物理參數信息，以軍用或民用雷達為典型應用。盡管無線通信系統與感知系統實現的功能及性能指標截然不同，二者均對信號的帶寬提出越來越高的要求：根據香農信息論與檢測估計理論，信息傳輸速率與參數估計精度均與信號帶寬成正比。然而，受限于頻譜資源的稀缺性，難以為通信系統和感知系統分配大量帶寬。在此背景下，利用同一頻段，基于統一信號同時實現通信與感知兩種功能（通感融合）成為發展趨勢。

盡管通信系統與感知系統的目標功能不同，但二者的硬件組成十分相似。同時，大規模天線技術以及毫米波/太赫茲等頻段信號處理技術的發展也為通感融合的落地奠定了基礎。隨著通感一體信道模型、空口新波形的不斷演進與突破，未來6G移動通信網絡將從單一通信功能擴展為通信與感知雙功能，實現一網雙能，驅動相關產業升級。

通感融合網絡的規模化部署將為廣域低空智聯管控提供關鍵支撐，保障低空節點能夠被“看得見”“呼得著”“管得住”。首先，針對低慢小飛行目標易受遮擋、難分辨的問題，復用蜂窩網絡的通感融合技術為多點協作感知提供支撐，通過聚合來自多個視角的感知信息，可以有效減少感知盲區，獲得更高的檢測概率與感知精度，保障低空節點在復雜惡劣環境和天氣條件下可以安全飛行。進一步，基于低空節點位置信息與環境感知信息，通過低空網絡拓撲構建、干擾特性分析與資源高效分配，可以有效緩解空域資源競爭，保障穩定可靠連接。最終，基于廣域感知與通信上報信息，綜合利用人工智能手段，建立低空空域三維數字化信息系統，健全可靠運行識別機制，有效支撐低空飛行的安全監管體系，提升低空空域管理效能。

空天地一體：低空經濟的未來趨勢

由于傳統移動通信網絡服務主體為地面用戶，基站波束通常為向下傾斜，導致單一基站感知盲區較大。盡管利用多站協作技術可以顯著消除盲區，隨著低空應用的深入發展與空域范圍的不斷延伸，僅依賴地面網絡完成低空智聯監管將面臨挑戰。與地面移動網絡相比，衛星系統具有覆蓋廣、成本低、可覆蓋所有高度空域等優勢，可以為城市、偏遠地區、海洋、沙漠等不同場景的低空節點提供泛在連接支持，提升導航定位能力，是補足低空經濟技術短板的關鍵。為實現衛星網絡與地面網絡的平滑互通與集成，國際標準化組織3GPP在其第17版標準中引入了對非地面網絡的支持，從而開啟了天地一體網絡發展歷程。

根據距離地面高度的不同，衛星可分為高軌、中軌、低軌三類。其中，高軌衛星相對地面靜止，因此組網簡單、信號傳輸穩定，可以為全球提供精準導航服務。而低軌衛星距離地面更近，具有傳輸損耗小、傳輸時延低、傳輸帶寬大等優勢，是實現天地一體的重要平臺。當前，我國在高軌衛星網絡建設方面已建成天通一號衛星移動通信系統，在低軌衛星互聯網星座建設方面推出“鴻雁星座”“虹云工程”“星網工程”等計劃，并相繼發射成功，標志著我國天地一體網絡建設的重要進展。

在此背景下，構筑以地面通感一體網絡為主、衛星網絡與民航專網為輔的低空智聯監管網，實現廣域可靠通信、智能精準導航、多維立體感知的高效協同，滿足低空經濟場景下各類飛行器“高密度、高頻次、廣覆蓋、大連接、低時延、高安全”作業需求，可以有效助力低空經濟產業發展。

2024年是國內低空經濟發展元年，也是5G-Advanced商用元年，以通感融合為代表的新興技術已展現其在低空經濟領域的應用前景，空天地一體網絡將成為低空經濟發展的“神經中樞”，提供從廣域連接到精細感知的全方位支持。展望未來，從便利到安全，從生產到生活，低空經濟的發展將深刻改變人們的生活方式，推動社會向智能化邁進。

（作者系北京理工大學信息與電子學院教授）