Chenchen XU, Xiaohan LIAO & Fei YANG. IEEE standard pioneered an IT-led interdisciplinary approach to structure low-altitude airspace for UAV operations. Sci China Inf Sci, DOI: 10.1007/s11432-022-3516-2

研究意義

新一代信息和自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)了民用無(wú)人機(jī)數(shù)量的快速增長(zhǎng)和應(yīng)用場(chǎng)景的日益多樣化，從而支撐了低空無(wú)人機(jī)應(yīng)用的大發(fā)展，催生了低空經(jīng)濟(jì)的繁榮；然而在緊鄰地表的復(fù)雜低空飛行環(huán)境中，由于避障技術(shù)的局限性和監(jiān)管政策的滯后性，無(wú)人機(jī)發(fā)展也帶來(lái)了嚴(yán)重的航空和公共安全隱患。

針對(duì)上述限制無(wú)人機(jī)規(guī)模化應(yīng)用發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，本文研究團(tuán)隊(duì)提出建設(shè)低空公共航路作為基礎(chǔ)解決方案，并主導(dǎo)以無(wú)人機(jī)低空公共航路（“天路”）為核心技術(shù)的無(wú)人機(jī)低空運(yùn)行框架航路標(biāo)準(zhǔn)（IEEE Std 1939.1TM-2021）正式發(fā)布。

在此背景下，本文深化研究5G通信、高精度導(dǎo)航定位等新一代信息化技術(shù)發(fā)展下的低空航路運(yùn)行框架建設(shè)。該技術(shù)框架能為無(wú)人機(jī)商業(yè)化運(yùn)行的安全和高效保障提供系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與基礎(chǔ)性解決方案。

本文工作

本文深化提出了一種以無(wú)人機(jī)低空公共航路為核心技術(shù)的低空運(yùn)行框架，以應(yīng)對(duì)低空運(yùn)行的安全和效率等瓶頸問(wèn)題。該框架具體包括以下5個(gè)方面內(nèi)容：

（1）利用多尺度地理網(wǎng)格系統(tǒng)高效組織和利用低空空域資源；

（2）基于遙感目標(biāo)地物快速識(shí)別和精確提取智能算法突破無(wú)人機(jī)低空飛行環(huán)境快速動(dòng)態(tài)更新瓶頸；

（3）提出復(fù)雜地理環(huán)境下多級(jí)無(wú)人機(jī)低空公共航路網(wǎng)快速規(guī)劃與構(gòu)建的創(chuàng)新性技術(shù)；

（4）形成低空公共航路運(yùn)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）演示系統(tǒng)，對(duì)無(wú)人機(jī)在低空公共航路網(wǎng)內(nèi)的運(yùn)行進(jìn)行高效三維可視化；

（5）基于地面移動(dòng)通信網(wǎng)及其公共基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建基于低空公共航路的高速率、高帶寬、低時(shí)延的專用通信環(huán)境，提升低空通信能力。

應(yīng)用成果

本文研究工作得到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（IEEE Std 1939.1TM-2021）支持（該標(biāo)準(zhǔn)已于2021年12月正式發(fā)布）；本文的“低空公共航路”概念與運(yùn)行框架及其運(yùn)行演示系統(tǒng)獲得CCTV財(cái)經(jīng)新聞報(bào)道。