低空经济——无人机避撞技术

一、低空经济发展

日前，中国民用航空局副局长韩钧表示，中国低空经济相关产业中，无人机产业优势显著。第三届中国民用无人驾驶航空发展国际论坛调查数据显示，目前我国无人机企业、从业者数量大幅增长，无人机飞行量快速提升。截至2024年6月份，全国实名登记的无人机已达187.5万架，无人机经营性企业超1.4万家，无人机驾驶员执照超过22.5万本。今年1至6月，全国民用无人机累计飞行981.6万小时，较去年同期增加13.4万小时。根据部分研究机构测算，2023年中国低空经济规模已超过5000亿元，2030年有望达到2万亿元”。

让低空飞行器“看得见、呼得着、管得住”

随着无人驾驶航空器数量近年呈爆发式增长，部分低空空域已有些“拥挤”。业内人士认为，壮大低空经济需要更好统筹发展与安全，让低空飞行器“看得见、呼得着、管得住”。

韩钧表示，民航局将优化直升机和无人驾驶航空器的适航标准、审定模式与技术，进一步提升适航审定能力。同时，重构低空飞行的安全监管体系，进一步提升安全监管效能。

“要解决有限的地面、空域和频谱资源共享共用的问题，避免重复建设，促进产业发展；同时，解决低空飞行器‘看不见、呼不到、管不住’的安全问题，用先进技术促进低空空域进一步开放；此外，还要解决大规模、高密度飞行的安全、效率和成本问题，用数字化手段推动低空经济高质量发展。” 因此，可预期未来在政策层面，对无人机安全、避撞的需求会进一步提高。

二、现有避撞手段

1 现状与挑战

无人机可能引发的危害主要包括无人机与地面障碍撞击、无人机之间空中相撞、无人机与有人机之间空中相撞，其中无人机与有人机之间的空中相撞是首要关注对象，为保障飞行安全目前各国对无人机的运行管理普谝采用将无人机限制在特定的空域内与有人机隔离运行。但随着无人机在侦查、搜救、运输、军事等多个领域的广泛使用，其飞行活动量的不断增加对空域环境内的其他飞行器以及地面第三方带来很大的安全隐患。在未来隔离运行方式将难以满足无人机日益增长的应用需求，无人机与有人机共享空域飞行是未来的发展趋势，因而防撞问题也成为制约无人机发展的关键挑战之一。美国国防部也制定了空域集成计划中，计划逐步将无人机融入共享空域。

2 当前探测避撞技术

目标探测是规避的基础，无人机探测技术目前存在多种不同的解决方案，对于我国与欧美主流市场，有人机上ADS-B out系统普遍安装。因此，意味着所有民用合飞行器目标可通过共同的通信链路共享信息。

空中交通告警和防撞系统(TCAS)和广播式自动相关监视(ADS-B)属于合作型感知探测设备，能够直接精确全面的获取装载同类设备的目标飞机的状态信息，但必须依靠通信链路且探测目标受限。视觉和雷达等属于非合作型传感器，能够感知探测视场范围内的所有物体包括飞机、鸟类以及地形，但其探测性能受到无人机姿态影响而存在盲区且距离受限。

3.1 空中交通告塾和防撞系统(TCAS)

TCAS是为减少空-空碰撞的发生率，从而改善飞机飞行安全的系统。TCAS最初设计是用于载人飞行,然而，同样可用于无人飞行，不过，目前的价格(25,000-150,000美元)可能会妨碍TCAS在无人机领域的广泛采用。

3.2 广播式自动相关监视(ADS-B)

ADS-B+是一种相对较新的技术，它为防撞提供了巨大潜力。ADS-B不仅限于空-空监视，它使用空对地通信并具有取代二次监视雷达的潜力。使用了类似于TCAS使用无线电信号发收发附近飞机的信息的方式，但ADS-B的一个重要且明显的区别在于其信息交换的类型。每架飞机应分享的信息包括三维位置、速度、航向、时间和意图。这些信息是对于防撞系统非常有价值。

三、现有技术限制

采用电力驱动的无人机和eVTOL，对载荷和续航的要求相对于传统燃油飞机更为敏感，如何降低重量提升载荷和续航往往是很重要的考虑。另外增加ADS-B系统的成本不低，对本就成本不高的中小型无人机来说，是一笔不小的成本增加。而超小型化的ADS-B芯片，专为无人机应用设计，在体积重量和功耗方面比传统应答机小大约10倍，基本不影响无人机的载荷和续航、成本也缩小到百元级别。可预见未来ADS-B芯片将帮助中小型无人机实现ADS-B功能，让低空飞行更安全，低空监管更便捷。

四、ADS-B芯片市场概况

目前全世界仅有几家公司做出了ADS-B芯片，天津鲲鹏信息技术有限公司生产的KS8100R是为ADS-B技术在无人机端应用而国产自主研发的ADS-B IN射频基带一体化接收芯片。芯片集成了射频前端、模数转换（ADC）、1090ES信号处理、电源管理等功能，可以极大的改善ADS-B IN接收设备的体积、重量与功耗，实现了ADS-B接收设备的低功耗与小型化。支持1090ES数据链的ADS-B数据解析，后续还会集成UAT接收功能、ADS-B OUT功能、组网功能。

五、结语

由于小型无人机受成本、重量、功耗等限制，无法为采用有人机传统的防撞系统及传感器系统，如高精度惯导、雷达、光电吊舱等。而鲲鹏ADS-B in芯片为中小型无人机搭载ADS-B功能提供了基础设施，解决了无人机搭载ADS-B in成本高、体积大、部署慢难的问题。

审核编辑 黄宇