低空天路(低空公共航路)是指依靠地理空间信息技术手段,构建的有边界的数字飞行廊道,包括骨干航路、主干航路、末端航路,在空中“修”出一张低空三维立体交通航路网,解决了无人机规模化应用发展的问题,实现了无人机积极管控和空域资源的合理配置,提高了空地协同管理能力,是低空数字基础设施建设的关键组成部分。
2021年,由中国科学院地理科学与资源研究所廖小罕研究员团队主导的以无人机低空公共航路(低空天路)为核心技术的无人机低空运行框架航路标准(IEEE Std 1939.1TM-2021)正式发布,这一标准是首个关于无人机低空运行的国际标准。廖小罕研究员团队提出了一种以无人机低空公共航路为核心技术的低空运行框架,解决低空运行的安全和效率等瓶颈问题。目前低空公共航路已在上海、杭州、广州、天津等多区域多行业进行应用试点。
低空天路作为无人机安全和高效运行的关键新型基础设施,是低空经济稳中有序发展的核心支点。天路的发展不仅需要依赖高效且实时更新的实景三维底座信息,同样也离不开精细化的低空飞行管控平台,从而构建起一个安全智能的空域管理体系。
要适应复杂低空环境飞行,需要实时更新三维底座信息。
与传统的通航航道、航线不同,“天路”更贴近城市地面,与地面建筑物等地理信息密切相关。城市地面地理信息的变化,例如建筑施工、架设高压电塔,都可能影响“天路”的规划和走向。
以实景三维为核心的时空数据是低空天路的重要数字底座,通过低空无人机遥感网可以快速、实时更新低空三维地理信息数据,通过正射/倾斜影像采集高精度三维数据,并同步完成实景三维建模,将更新周期从数月下降至一周,确保实景三维数据的时效性,满足高动态精细地理信息获取需求。
城市级实景三维建模
以佛山市南海区丹灶镇为例,全镇面积142.49平方千米,通过低成本建设无人机遥感网,平台远程操控无人机机场自动作业,自动化更新数据,形成地理信息数据采集、处理、建模到应用、服务的完整链条,1天完成正射影像更新,1周完成实景三维更新。低空实时遥感与监测实现实景三维模型高频次、主动式智能更新,应用到测绘、违建识别、自然灾害监测、自然资源管理、国土空间规划等场景中,推动城市“数字更新”,降低地理信息获取、更新和航路维护的成本。
空中没有红绿灯,也没有交通指挥,如何保障飞行器飞得井然有序且安全高效?
要支撑大规模高密度的无人机安全有序运行,需要统一的低空飞行管控平台,从而保障空域精细化动态管理、飞行活动管理、飞行动态监控等,实现低空空域的利用效率最大化。
作为低空天路的核心支持系统之一,中科天网无人机云平台,是民航局官方批准第011号无人机云系统(批准信编号No.11R2),它实现了无人机的一网统管,支持飞行计划上报、飞行计划管理、电子围栏与空域管理、碰撞检测、轨迹监视、多路跟踪等功能,保障无人机有效监管。
1.飞行计划上报与管理
适飞空域内无人机飞行计划通过工单系统上报;飞行计划日历式管理,有效提升飞行工作的效率与安全性。
2.电子围栏与空域管理
规划区域内三维禁飞区和三维适飞区,生效时间动态设置;空域批复文件统一管理,快速检索,保障无人机在安全空域内飞行。
3.航线审批与碰撞监测
已注册航线支持一键快速审批使用;同时需通过三维碰撞检测算法验证,保障飞行安全。
4.飞行过程安全监管与应急接管
实时飞行轨迹落图监管,危险行为及时报警;实时飞行画面多路监管,保障应急服务,安全动态监管。
在全国不同的城市上空,成千上万架无人机飞行,都能通过中科天网无人机云平台统一管理,并对无人机数量、飞行架次、飞行里程、飞行时长等数据进行统计和检索,助力无人机监管部门实现高效、安全监管。
中科云图在无人机遥感网应用领域不断创新,以“云图”底座助力低空天路建设,持续提升低空数字经济的基础支撑能力,力求构筑起安全可控的低空“交通”秩序,让低空经济“飞”得更快更稳。