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作者：王飞鹏物联网智库 原创
2021年才被正式提出的低空经济，在今年迎来了加速发展。特别是年初3月份，作为重要任务之一出现在2024年中国政府报告后，低空经济成为了今年最走红的技术和商业概念之一。
一方面，是中央及地方政府频发相关政策，将其视为战略性新兴产业和发展新质生产力的重要引擎。另一方面，是政策驱动下，资本市场的积极参与。相关数据显示，不到半年的时间里，低空经济领域的融资已经达到了35起，超过了2023年和2022年全年的融资数量。
政策和资本助力下，低空经济市场规模增长前景可观。据赛迪顾问发布的《中国低空经济发展研究报告（2024）》，2023年中国低空经济规模达到5059.5亿元，增速高达33.8%。乐观预计，到2026年低空经济规模有望突破万亿元,达到10644.6亿元。
目前，官方对于“低空经济”这一概念并未给出权威定义。业界共识认为，低空经济主要聚焦于3000米高度以下，以包括各种直升机、固定翼飞行器、电动垂直起降飞行器（ eVTOL）、工业无人机、消费无人机、城市治理无人机等有人驾驶和无人驾驶飞行器的低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。
政府层面为什么要积极号召发展低空经济？低空经济的发展需要攻克哪些关键障碍？为什么低空网络的建设对于低空经济的发展至关重要？本文将就这些问题展开讨论。
低空经济爆发，为何在此时？
中国特色社会主义进入新时代以来，我国经济也由过去的高速增长阶段转向了高质量发展阶段。中央一再强调，建设现代化经济体系，需要转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力。
由于过去支撑我国经济发展的传统引擎，诸如房地产行业、低端制造业等，都已进入平台期。亟需新的增长极来接棒续航，支撑我国经济实现持续稳健和繁荣发展。在此背景下，低空经济、新能源、人工智能和机器人等新技术和新业态，成为了助力我国经济健康运转的新引擎。
正如欧洲科学院院士、世界无人机大会主席杨金才先生所言：“低空作为一处尚未得到真正开发的试验田和经济性空域，向天空要发展的诉求，是人们经由城市从二维走向三维的现实需要所决定的。”
从这句话中不难看出，除了经济发展需要新引擎之外，一些现实应用场景也需要低空经济的助力来克服困难。比如能源巡检、应急救援、农业维护、货物运输等。低空经济的发展，也有利于革新传统的公共服务方式，提升社会治理水平和公共服务效率。
最后，近几年一些关键领域技术的快速发展与突破，也让人们看到了低空经济爆发的可能性。按照相关从业者的说法，新能源汽车的零部件有70%~80%可以用于eVTOL。此外，近年中国航空技术的成熟及产业链的完善、电芯能量密度的提升、大功率高功比重电机的成熟、控制及算法技术的提升，也让低空经济的落地成为了可能。
尽管有需求和技术的双重推动，但低空经济的爆发远非水到渠成的阶段。整个产业形态发展尚处于早期阶段，依旧有不少难题等待被解决。
技术、场景、基础设施，低空经济要迈过的三道大关
提到低空经济，大家最先容易想到的，必然是吨级无人机、电动飞行汽车等产品。也容易认为最大的难度在于如何造出这些产品，让它们正常飞起来。诚然，飞行器设计和制造是发展低空经济的必要条件，但远非充分条件。除了产品技术层面的攻关外，商业场景的开拓和基础设施的建设，也是低空经济腾飞 的关键。
所谓商业场景，就是客户愿意持续为之付费的应用场景。当前业界普遍认为，无人机可用于快递物流、地理测绘、城市管理（如巡逻和侦察）、应急救援、能源巡检、交通巡检以及农林植保等领域，这些都是人类难以实现或人力成本过高的任务。飞行汽车和直升机等则可提供城市短途空中交通或旅游体验等服务。当前的关键问题在于，如何平衡成本与收益。
除了上述产品技术和需求场景外，掣肘低空经济发展最大的问题在于，如何营造一个安全的环境，供相关飞行器畅行其中。说白了，就是要借助技术手段，在三维空间无中生有一条“空中道路”，做到能够识别空中飞行的每一架飞行器，同时还能够根据空域情况，实时指挥这些飞行器。
低空管理的核心挑战在于，低空活动融合了“异构、高密度、高频次、高复杂性”等特征，低空通信、导航、监视等保障范围受限，低空运行环境复杂等因素，对低空通导监体系带来巨大挑战。因此，在安全可控的前提下，要实现低空经济规模化、可持续、高质量的快速发展，建设完善的低空网络基础设施就显得尤为重要。
目前，业界认为低空经济的基础设施可以总结为四张“网”，分别为“设施网”、“空联网”、“航路网”和“服务网”。其中，“设施网”主要指物理基础设施，包括低空飞行起降站、接驳设施、能源站、紧急备降、停机设施、检修设施、保障站、飞行测试等；“空联网”主要指低空通、导、监等信息基础设施，包括通信设施、导航设施、监视设施、气象设施等；“航路网”主要指低空数字空域图，包括空域表示、数字孪生、3D 地图、知识库、规则库等；“服务网”主要指数字化管服系统，包括低空监控系统、低空飞行服务系统、低空飞行管控系统等。
低空经济发展，需要一张可靠的低空智联网
打造一张低空立体连续覆盖的无线智联网，是低空经济基础设施建设的关键。
低空智联网系统的的构建，需要依托蜂窝移动通信网络、物联网和云计算等基础设施，形成通信、感知、智算一体化的智能互联低空数字化服务体系。
通信能力旨在满足低空无人机多样化通信功能需求，在基本通信能力的基础上增加身份标识认证等能力。包含基础的接入、数据/指令转发、信息上报、身份标识认证等。对于网联无人机的身份认证尤为重要，是无人机有效监管的基石。针对网联无人机，需要提供数据传输和控制指令传输等基础通信能力保障。无人机载荷采集的图像和视频数据、无人机全球定位系统及传感器获得的位置信息、姿态信息可以按周期或实时上报给各个低空业务平台和低空管控平台。
感知能力旨在利用无线信号实现对目标无人机或环境的主动感知功能。通过有效提取无人机等动态目标以及环境等静态目标对无线信号特征的影响，低空网络能够实现对低空飞行目标的测距、测角、测速、定位、追踪等功能。这些信息可辅助实现无人机的入侵检测和碰撞规避，对无人机进行路径追踪，进而实现远程监控等。
智算能力旨在为低空网络提供可靠的智能计算功能，实现基于图像、声音及相关数据的智能处理，以支持低空系统中业务预测、故障诊断和飞行决策等功能。针对无人机获得的传感器数据、视频数据进行智能计算和分析，提供无人机状态异常检测、非法入侵监测等多样化低空业务保障能力。通过对无人机等目标的特征提取与分析，实现目标种类的识别。通过对无人机的位置跟踪以及其历史运动轨迹的分析，预测其未来的轨迹及可能驻留的区域。
此前的网络系统，主要以二维的地面覆盖为主，但是低空网络需要实现对空立体式覆盖。当前，对地覆盖的无线网络系统利用天线旁瓣，可以实现一定的对空信号覆盖。但是由于天线旁瓣较多且杂乱，导致信噪比普遍较差且不稳定。加之天线辐射存在零陷无信号区域等因素，要对无人机实现长距离的连续服务和操控都极为困难。
5G-A技术和卫星通信技术的发展，为解决当前低空空域通信不完善问题提供了契机。
5G-A+卫星通信，助力低空经济燎原
2024年6月18日，R18标准正式冻结，标志着5G技术的又一重要里程碑。R18的主要目标是进一步发展和优化5G网络，以满足未来需求，包括更高的速度、更低的延迟和更大的容量。5G的这一演进版本，被命名为 5G- Advanced，简称 5G-A。
一方面，5G-A持续增强了已有的能力，支撑传统5G业务大规模应用；更重要的一方面，5G-A将增加新的能力，支撑新场景新业务的应用，将面向六大主要应用场景，包括沉浸实时、智能上行、工业互联、通感一体、千亿物联和天地一体，从网络、终端、云等端到端的关键方面进一步演进， 构建数字、智慧、绿色低碳社会的基础设施。
特别是通感一体化和天地一体化的场景设定，很好地针对了低空经济的发展需求。
5G-A通感一体化通过结合高频波束和多天线原理，使基站能够实现“雷达”功能，精确识别车辆和低空飞行物的位置、速度与方向等。相比传统雷达，通感一体基站在覆盖范围、距离分辨率和测角精度等方面具有明显优势。为了满足海量连接和超低时延需求，基站需要在时域和空域分配少量频谱作为专用感知资源，并具备感知探测和处理感知数据的功能，从而实现实时环境感知，构建现实世界与虚拟世界的交互桥梁。
5G-A通感一体化的核心技术包括波束成形、联合信道估计和信号处理。波束成形类似于使用可调节的聚光灯来照亮特定区域，使无线信号能够集中传输到目标设备，从而提高通信效率并帮助设备更准确地定位和识别周围物体。例如，在无人机配送中，波束成形确保无人机在飞行过程中始终保持良好通信连接，接收精确导航指令并实时上传飞行数据和环境信息，提高飞行安全性和配送效率。
联合信道估计和信号处理将通信和感知数据结合起来，类似于同时使用雷达和通信设备收集环境信息，并进行综合分析。这种方式提高了数据传输的可靠性，使设备能够更好地理解周围环境。例如，在城市低空物流网络中，无人机可以利用这些技术，精准避开高楼、树木和其他无人机，确保安全高效地完成配送任务。
此外，卫星通信技术也可与5G 技术互为补充，为低空智联网中的无人机和其他低空设备提供无缝通信连接，弥补地面互联网的盲点和空中通信盲区的联网需求。卫星遥感数据不仅包括图像信息，还包括用于导航和定位的关键数据，无人机可以利用这些数据在GPS 信号弱或不可用的环境中进行更精确的定位。这种连接使得低空设备能够进行远程控制、实时监控和数据传输，从而扩展其操作范围和应用场景。
以5G-A赋能低空经济，实践已开启
当前，从地方政府到运营商，以及一些关键基础设施提供商，都开启了5G-A赋能低空经济的规划和实践。
今年3月份，被誉为“天空之城”的深圳，在其《深圳市极速宽带先锋城市2024年行动计划》中提到，深圳将在低空经济、智慧交通等领域试点5G-A融合应用10个以上……到2024年底，基本建成泛在先进、高速智能、天地一体的新型信息基础设施供给体系。
4月初，中国移动联合华为，在重庆两江新区的国际博览会中心率先完成重庆市首个5G-A通感一体基站低空感知功能验证，成功实现无人机入侵感知和航迹监测。
4月底，中国电信在南京滨江经济开发区完成了5G-A业界最大规模低空通感一体化组网验证。10个5G-A自发自收通感一体化基站多站协同，实现无人机跨小区、跨基站的飞行轨迹连续跟踪上报，以及入侵禁飞区提前预警和10平方公里全覆盖的低空“电子围栏”等功能。
中国联通也分别在深圳沙河产业生态园和南京民用无人驾驶航空试验区，通过5G-A通感基站对低空感知数据的挖掘，与飞手培训学校联合探索对学员训练飞行轨迹的评估。
写在最后
2024年，被誉为“低空经济元年”和“5G-A商用元年”。在我国经济发展由地面覆盖向三维立体覆盖的转型初期，低空经济和5G-A技术相互交融，形成了一场双向奔赴。5G-A技术为低空经济提供了强有力的基础支持，而低空经济则为5G-A技术的应用提供了丰富的场景。对于物联网厂商和通信企业，这其中都蕴含着巨大的商业机遇。
然而，所谓“元年”，意味着开端。尤其是低空经济的发展，才刚刚显露出其广阔市场的初步轮廓和潜力。距离实现真正的空域繁荣，道路依旧漫长而艰辛。对于参与其中的企业来说，在这一阶段，务实比憧憬更为重要。只有专注于解决眼下的实际问题，通过快速迭代找到切实可行的商业应用场景，实现商业闭环，企业才有机会参与并见证低空经济繁荣期的到来。
参考文献：
《通感一体低空网络白皮书》，中国电信集团等
《低空经济腾飞，基础设施先行》，开源证券
《低空经济专题：连接、感知、探测多维度通信技术保障低空经济落地》，华西证券
《5G-A通感融合 助飞“低空经济”》，中国经营网
《5G-A遇上低空经济：通信技术演进 加速应用探索》，21世纪经济报道
《低空经济虚实》，财经杂志
《5G-A最新进展：首个标准版本R18冻结，产业应用情况跟进》，物联传媒
《中国低空经济发展研究报告（2024）》，赛迪顾问
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