《低空監(jiān)視技術(shù)及其發(fā)展趨勢綜述》一文圍繞低空監(jiān)視技術(shù)展開研究,在低空經(jīng)濟改革致使低空飛行器運行環(huán)境復(fù)雜的背景下,深入剖析現(xiàn)有技術(shù)問題、梳理關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀,并展望未來發(fā)展方向,旨在構(gòu)建完善的低空監(jiān)視體系,保障低空飛行安全。
概念闡述:低空通常指 3000m 以下空間,低空監(jiān)視是全方位動態(tài)監(jiān)控飛行器航跡、位置等信息并提供相關(guān)服務(wù)的過程,主要技術(shù)手段包括協(xié)作與非協(xié)作監(jiān)視技術(shù),旨在確保飛行安全、預(yù)防違規(guī)飛行。
難點分析:未來低空運行呈高密度、異構(gòu)性、自主性特點。這使得面向運輸航空的傳統(tǒng) ATM 模式難以適用,主要體現(xiàn)為機載設(shè)備受質(zhì)量體積和功耗限制,如現(xiàn)有雷達產(chǎn)品難以滿足低空飛行器需求;民航運輸航空監(jiān)視信道擁擠,1090ES 數(shù)據(jù)鏈用于低空航空器會引發(fā)信道問題;低空飛行器種類和特點差異大,增加了全面監(jiān)控和監(jiān)管難度。
非協(xié)作監(jiān)視技術(shù):包含毫米波 FMCW 雷達、多普勒距離門控雷達、雙基地雷達、激光雷達、光電 / 紅外等。毫米波 FMCW 雷達優(yōu)勢明顯但作用距離較短;多普勒距離門控雷達性能好但成本和尺寸不適合輕小無人機;雙基地雷達有獨特優(yōu)勢但受國外限制且技術(shù)成熟度欠佳;激光雷達精度高但設(shè)備成本高、數(shù)據(jù)處理復(fù)雜;光電 / 紅外可全天候使用但作用距離小且成本高。
協(xié)作監(jiān)視技術(shù):鏈路擴容方面,針對 1090ES 數(shù)據(jù)鏈容量受限問題,研究多種擴容方法,未來可能更換數(shù)據(jù)鏈頻率或擴容 UAT/UAT2 數(shù)據(jù)鏈;通感一體化利用 5G 優(yōu)勢融合通信與感知,雖有應(yīng)用前景但面臨多方面技術(shù)難題;地基轉(zhuǎn)向星基旨在解決陸基 ADS - B 系統(tǒng)低空監(jiān)視不足,相關(guān)研究和計劃已開展,部分性能指標達國際先進水平。
非協(xié)作監(jiān)視技術(shù):低 SWaP - C 趨勢促使雷達系統(tǒng)集成化,降低尺寸等提高便攜性和可靠性;遠距離、高精度和全天候方向上,通過新技術(shù)提升雷達探測、定位能力,增強智能化處理和環(huán)境適應(yīng)性。
協(xié)作 / 非協(xié)作監(jiān)視技術(shù)融合:多傳感器融合技術(shù)利用協(xié)作與非協(xié)作監(jiān)視優(yōu)勢,克服單一傳感器局限,其融合層次分為數(shù)據(jù)級、特征級和決策級,在低空監(jiān)視中可提高探測和跟蹤精度,但目標關(guān)聯(lián)技術(shù)仍是研究難點。
關(guān)鍵問題總結(jié):監(jiān)視技術(shù)手段多樣但各有弊端,難以滿足低空飛行器監(jiān)管需求;頻譜資源緊張,低空監(jiān)視設(shè)備面臨頻譜矛盾和干擾;技術(shù)路線不明,各地監(jiān)管手段缺乏統(tǒng)一明確的技術(shù)路線。
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未來展望:建議加強低空監(jiān)視技術(shù)理論研究,突破技術(shù)指標限制并建立相關(guān)法律法規(guī);加快統(tǒng)一標準制定,推動新技術(shù)應(yīng)用和低空監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)建設(shè);開展示范應(yīng)用,如湖南的低空監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)建設(shè),推廣經(jīng)驗以構(gòu)建完善的低空監(jiān)視管理體系,促進低空經(jīng)濟健康發(fā)展。