《低空監(jiān)視技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)綜述》一文圍繞低空監(jiān)視技術(shù)展開(kāi)研究,在低空經(jīng)濟(jì)改革致使低空飛行器運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜的背景下,深入剖析現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題、梳理關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀,并展望未來(lái)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(dòng)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(guò)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(diǎn)分析:未來(lái)低空運(yùn)行呈高密度、異構(gòu)性、自主性特點(diǎn)。這使得面向運(yùn)輸航空的傳統(tǒng) ATM 模式難以適用,主要體現(xiàn)為機(jī)載設(shè)備受質(zhì)量體積和功耗限制,如現(xiàn)有雷達(dá)產(chǎn)品難以滿足低空飛行器需求;民航運(yùn)輸航空監(jiān)視信道擁擠,1090ES 數(shù)據(jù)鏈用于低空航空器會(huì)引發(fā)信道問(wèn)題;低空飛行器種類和特點(diǎn)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(dá)、多普勒距離門(mén)控雷達(dá)、雙基地雷達(dá)、激光雷達(dá)、光電 / 紅外等。毫米波 FMCW 雷達(dá)優(yōu)勢(shì)明顯但作用距離較短;多普勒距離門(mén)控雷達(dá)性能好但成本和尺寸不適合輕小無(wú)人機(jī);雙基地雷達(dá)有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)但受?chē)?guó)外限制且技術(shù)成熟度欠佳;激光雷達(dá)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(kuò)容方面,針對(duì) 1090ES 數(shù)據(jù)鏈容量受限問(wèn)題,研究多種擴(kuò)容方法,未來(lái)可能更換數(shù)據(jù)鏈頻率或擴(kuò)容 UAT/UAT2 數(shù)據(jù)鏈;通感一體化利用 5G 優(yōu)勢(shì)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(jì)劃已開(kāi)展,部分性能指標(biāo)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。
非協(xié)作監(jiān)視技術(shù):低 SWaP - C 趨勢(shì)促使雷達(dá)系統(tǒng)集成化,降低尺寸等提高便攜性和可靠性;遠(yuǎn)距離、高精度和全天候方向上,通過(guò)新技術(shù)提升雷達(dá)探測(cè)、定位能力,增強(qiáng)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(shì),克服單一傳感器局限,其融合層次分為數(shù)據(jù)級(jí)、特征級(jí)和決策級(jí),在低空監(jiān)視中可提高探測(cè)和跟蹤精度,但目標(biāo)關(guān)聯(lián)技術(shù)仍是研究難點(diǎn)。
關(guān)鍵問(wèn)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(lái)展望:建議加強(qiáng)低空監(jiān)視技術(shù)理論研究,突破技術(shù)指標(biāo)限制并建立相關(guān)法律法規(guī);加快統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)制定,推動(dòng)新技術(shù)應(yīng)用和低空監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)建設(shè);開(kāi)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(yàn)以構(gòu)建完善的低空監(jiān)視管理體系,促進(jìn)低空經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。