低空经济20人|国家空管委程承旗教授:建设低空智联网,助力万亿级市场腾飞

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本期“低空经济20人”系列,将详细介绍程承旗教授关于低空智联网建设的构想和实践,探讨创建全国统一低空智联网网格化时空标准体系的重要性和挑战性。

文 | 范红筠

3月29日,由亿欧承办的“中国(深圳)低空经济新质生产力高质量发展论坛”在深圳成功举办。北京大学空天信息工程研究中心主任,国家空管专家咨询委委员程承旗教授发表了题目为“创建全国统一低空智联网格化时空标准体系构想与实践”的主题演讲。程承旗教授是北斗网格位置码国家标准体系的创始人,他提出的地球剖分理论已发展出3项国际标准,5项国家标准和9项行业标准。

本期报道是以程教授的主题演讲内容为基础,结合相关低空经济技术和发展资讯整理编辑。

低空经济的国家战略产业地位和发展现状

低空经济,作为一种新兴的经济形态,以低空空域为依托,通过各类有人驾驶和无人驾驶航空器的低空飞行活动,推动相关领域的融合发展。近年来,随着科技的不断进步和政策的逐步放开,低空经济得到了快速发展,并展现出巨大的潜力。

2021年2月,国家首次将“低空经济”概念写入国家规划,这标志着低空经济正式成为国家战略发展的重要组成部分。2023年6月28日,习主席签署了国务院中央军委关于低空开放的最新文件,2023年12月,中央经济工作会议将低空经济提升至战略性新兴产业的高度,进一步凸显了低空经济在国家经济发展中的重要地位。

今年两会政府工作报告,正式提出加快发展新质生产力。新质生产力是指摆脱传统经济增长方式、生产力发展路径,具有高科技、高效能、高质量特征,符合新发展理念、技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转型升级而催生的当代先进生产力。新质生产力通过科技进步,推动生产关系的变革,低空产业发展就是新质生产力发展的典型代表。

在此背景下,低空经济迎来了迅猛发展的风口,低空全方位无人服务体系催生万亿产业,成为启动新消费、新投资、新出口的经济引擎。根据《中国低空经济发展研究报告(2024)》测算,2023年中国低空经济规模达到5059.5亿元,增速高达33.8%。预计到2026年低空经济规模有望突破万亿元,达到10644.6亿元。

问题和挑战

程承旗教授指出,随着低空经济的高速发展,多架飞行器的同时飞行将成为挑战。中国民航局数据显示,截至2023年底,我国已有超126万架无人机,同比增长约32%。2023年,民用无人机累计飞行超2300万小时。“目前大家所熟知的社区无人机配送、珠海—深圳跨城跨湾载人飞行等应用场景是在各厂家独立飞行或者隔离飞行的条件下进行,多架飞行器、多个厂家的同时飞行是低空经济发展必须面对和解决的问题。”

程承旗教授认为,未来的低空领域将“车水马龙”,像现在的地面交通一样需要各种导航软件,需要“红绿灯控制系统”。要实现多种及多架飞行器的同时有序飞行,这对现有技术体系和运营架构提出了挑战,而解决这一挑战的重要基石就是低空智联网及其统一的低空高精度立体交通图的建设。

关键理论和技术标准

低空智联网是通过新一代低空通讯、低空定位以及低空三维立体网格空域图建模等技术,将低空空域建设成类似现代地面交通的空域网格化指挥与服务系统,属于典型的数字经济基础设施,它的核心是一套面向地球全域空间的GeoSOT地球立体网格与编码理论体系。

程承旗教授团队在国家973计划等支持下,从1997年发展至今,提出了一套面向地球全域空间的GeoSOT地球立体网格与编码理论体系。GeoSOT地球立体网格是一种基于地球三维空间的网格系统,通过多层次、多角度的划分,将地球表面及其上空、下方的空间划分为一系列大小、形状和属性统一的网格单元。这些网格单元不仅具有明确的地理坐标和空间范围,还具备层次结构和编码系统,使得每个网格单元都能被唯一标识和快速访问。

这套理论体系将地心到地球外围的50万公里实现网格化剖分,每一个网格都有一个二进制编码,这个编码就是空域计算的核心基础,由此创建了地球全域时空的参考框架,这套框架现已被国家北斗、国家测绘、国家邮政发布为国家标准。

低空智联网的建设实践

GeoSOT地球立体网格与编码理论体系给低空智联网建设提供了理论基础,依托北斗低空空域图国家标准,按米级或十米级立体网格,将空域及下垫面三维空间数字化,实现空地信息基础设施一体化建设,亦即低空智联网的建设。

程承旗教授进一步讲解,“实际就是空域修路工程,在低空域建设网格化的数字路,而各类无人飞行器及飞行汽车等如同在网格路上跑的车。未来将在网格化路上建立空域红绿灯管控系统及空中‘高德式’导航服务系统,同时配备5G-北斗精准定位、气象等保障手段,各主管部门根据需要可以在网格路中附加各种监管要求,统一实现空域精细网格管理,也可以基于低空智联制定空地资产管理、空地监管、空地运营服务规则标准,实现全空间(地面—地下—空中),楼内—楼外—人的服务一体化。”

低空智联网建设是低空开放发展的重要基础,我国将加快推进以低空智联网为核心的基础设施建设和体系变革,否则低空新业态和新商业都是“空中楼阁”。程承旗教授作为第一届中央空管委专家咨询委委员,目前正在推动全国统一低空高精度立体交通图技术标准和省市级低空智联网的建设实践,并已在浙江、安徽、上海、广东开展试点应用。

浙江衢州:打造国内第一个城市超低空智联网平台

浙江衢州低空智联网示范区项目总投资2.5亿元。第一期建设周期10个月,投资3780万元,2024年1月9日完成招标,成为全国首个市级低空项目,走在全国前列,核心围绕衢州市低空空域管理标准、低空空域资产开发、服务体系、商业化运营四个部分构建低空空域基础设施,打造空中 “高速”服务体系。

合肥骆岗公园:国内首个全空间无人体系城市级应用示范项目

该项目通过建设管控中心和数据中心,对运行底图、协议接口、管控界面、技术数据、标准规划、运行流程等进行统一规划和建设,围绕无人物流、无人配送、城市立体交通和城市智慧治理等领域在骆岗公园打造无人系统融合运行应用场景,首次实现低空空域资源和地面路网资源、多种无人系统在同一套管控框架下协同运行,为在搭建底层数据体系、探索智能网联无人系统产业化应用和多场景运营提供借鉴。

低空智联网产业链及广阔前景

低空智联网以网络化、数字化和智能化为核心抓手,全面渗透低空全产业环节,提供“终端+连接+应用+监管”的全维服务,是低空经济的高级发展形态。

程承旗教授指出,低空智能网将带动的上下游产业链包括:芯片研制、装备制造、空域管控、大数据分析、超算机研制、低空智能导航、低空机动服务站生产、低空空域图生产与更新维护、低空服务(低空服务现在初步已经涉及的有22个,关联的有将近80个,每一个都具有巨大的产业空间)、低空5G基站改造、低空小型雷达等监控设备、低空地面定位增强基站及低空数字经济高端论坛会展、低空数字经济高技术研发与人才培养等多种经济业态。

“开启低空智联网新基建,打造数字经济新业态。”低空智能网建设将突破现有低空经济发展瓶颈,为低空经济规模化发展奠定坚实基础,助力低空经济高质量发展。基建先行,制造与运营齐头并进,万亿级市场的低空经济未来已来。

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