北斗网格如何通过数字孪生技术实现低空经济的空域可视化管控

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北斗网格码又名“北斗网格位置码”，是一套新型全球空间位置框架和编码方法，因被国家北斗系统列为新的空间位置输出标准而得名。以《北斗网格位置码》为基础打造的低空立体交通红绿灯系统，或许是目前解决低空空域管理的最佳方案之一。

01.

数据采集与整合

部署传感器网络，如气象、雷达、ADSB等，收集低空飞行数据。通过数据融合算法整合多源数据，结合GIS构建数字模型，提高数据准确性和完整性。



环境气象数字孪生

传感器网络部署：在低空区域广泛部署各类传感器，包括气象传感器、雷达、ADSB（广播式自动相关监视）设备等。气象传感器用于收集温度、湿度、风速、风向等气象数据，这些数据对于低空飞行安全至关重要，例如，强风可能影响无人机等低空飞行器的飞行稳定性。雷达可以实时监测低空飞行器的位置、速度和高度等信息，ADSB设备则可以接收飞行器主动广播的自身状态信息。



多源数据融合：将来自不同传感器的数据进行融合。例如，把雷达探测到的飞行器位置数据与ADSB广播的数据相结合，通过数据融合算法（如卡尔曼滤波等）提高数据的准确性和完整性。同时，整合地理信息系统（GIS）数据，包括地形地貌、建筑物高度等信息，构建低空环境的全面数字模型。

02.

数字模型构建

利用GIS技术建立高精度地理空间模型，包括地形地貌、建筑物信息。对低空空域进行分层分区建模，构建虚拟航线网络，融入飞行器性能参数，优化飞行规划。

地理空间建模：利用GIS技术创建低空区域的高精度地理空间模型。该模型包括山脉、河流、城市建筑等地形地物的三维信息。例如，在城市区域，精确建模高楼大厦的位置、高度和外形，这对于规划低空飞行器的飞行路径，避免碰撞非常重要。



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空域建模：对低空空域进行分层分区建模。根据不同的高度范围、用途（如观光、物流、应急救援等）划分空域。例如，将高度在100300米的空域划分为物流运输专用空域，在这个空域内，根据物流配送的起点、终点和交通流量情况，构建虚拟的航线网络模型。同时，将飞行器的性能参数（如最大飞行高度、速度、续航能力等）融入空域模型，以便更好地进行飞行规划和管控。

03.

实时可视化呈现

创建数据驱动的可视化界面，使用VR、AR或3DGIS技术，展示飞行器实时动态。界面能实时更新，反映空域最新情况，如气象变化和飞行器状态。

数据驱动的可视化界面：基于采集和整合的数据，通过虚拟现实（VR）、增强现实（AR）或三维地理信息系统（3DGIS）等技术创建可视化管控界面。在这个界面上，管制人员可以直观地看到低空飞行器的实时位置、飞行方向、速度等信息。例如，在VR环境中，管制人员仿佛置身于低空空域中，能够360度观察飞行器的动态。同时，通过不同的颜色、图标等方式区分不同类型的飞行器（如无人机、直升机等）和飞行任务（如观光、运输等）。



北斗网格码又名“北斗网格位置码”，是一套新型全球空间位置框架和编码方法，因被国家北 斗系统列为新的空间位置输出标准而得名。来自：都在哪 - 时空大数据 - 北斗网格码

动态信息更新：可视化界面能够实时更新数据，以反映低空空域的最新情况。当有新的飞行器进入空域、飞行器改变飞行状态（如加速、转弯等）或者气象条件发生变化时，界面能够立即显示这些变化。例如，当气象传感器检测到局部区域出现暴雨天气时，可视化界面上相应区域会显示天气变化信息，并且系统会自动调整该区域附近飞行器的飞行计划，同时在界面上展示调整后的航线。

04.

智能分析与决策支持

运用AI算法检测飞行冲突，提供预警和解决方案。分析空域交通流量，优化飞行计划，智能分配飞行路线，提高空域利用率。

飞行冲突检测与预警：利用数字孪生模型和人工智能算法，对低空飞行器之间的潜在冲突进行实时检测。例如，通过计算飞行器的飞行轨迹和速度，预测它们是否会在未来某个时间点发生碰撞。一旦检测到潜在冲突，系统会立即发出预警，同时提供解决方案，如调整飞行器的飞行高度或速度。



流量管理与优化：分析低空空域的交通流量情况，根据不同区域的繁忙程度和任务优先级，对飞行器的飞行计划进行优化。例如，在旅游景区上空，观光飞行器较为集中，系统可以通过调整飞行器的起降时间和飞行路径，均衡交通流量，提高空域的利用率。同时，根据实时的气象数据和空域状态，智能地为新进入空域的飞行器分配最优的飞行路线。

05.

协同管控与交互

实现多部门信息共享和协同管控，如民航、公安、城市管理部门。系统与飞行器双向通信，发送管制指令，接收状态反馈，确保飞行安全。

多部门协同：低空经济涉及多个部门，如民航管理部门、公安部门、城市管理部门等。数字孪生空域可视化管控系统能够实现这些部门之间的信息共享和协同管控。例如，公安部门可以通过系统实时监控低空区域，对非法飞行活动进行及时查处；城市管理部门可以结合低空飞行器的信息和城市基础设施的状态，进行城市维护和应急救援等工作。

与飞行器交互：系统可以与低空飞行器进行双向通信。一方面，向飞行器发送管制指令、飞行计划调整等信息；另一方面，接收飞行器反馈的自身状态信息和飞行环境信息。例如，当系统发现某架无人机的飞行路径存在安全隐患时，及时向无人机发送调整指令，无人机接收到指令后调整飞行路径，并将调整后的状态反馈给系统。

案例

衢州项目：通过构建“北斗网格+全空间无人体系”的深度融合，实现了全国首个“陆海空天电”立体网格全域一张图。该系统能够面向不同类型的无人飞行器执行智慧巡检、物流配送、应急救援、城市通勤等多任务场景，实现协同飞行、态势感知分析、自主规划导航等智能应用。

合肥省骆岗·未来智园：采用北斗伏羲全球领先的 GeoSOT 地球网格剖分理论体系，首次实现了“北斗网格+全空间无人体系”的深度融合。构建了精度达米级的全域立体网格图，覆盖公园12.7平方公里，300米以下空域范围，能够实现多类型无人机全域融合运行、全量态势感知、全程“高德”式服务。

浙江衢州鹿鸣地下不夜城项目：北斗伏羲公司参与了浙江衢州低空智联网项目建设，总规模2.5亿元，一期规模4000万元，已于2024年春节前开始运行测试。该项目利用北斗伏羲公司创建的立体网格专利技术，解决了同一空间多飞行器融合飞行、随时随地服务、空域路径规划、防碰撞等关键问题。

株洲“无人机＋北斗”低空综合服务中心：该中心已启用21条低空航线，覆盖医疗运输、快递配送、农特产品运输、巡检及应急物资运输等场景。无人机应用机载视觉模块、毫米波雷达模块，配合北斗高精度定位，降落精度可达到厘米级，实现了高效便捷的“空中快递”。

（图片源自网络）

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中国卫星导航定位协会黑龙江联络处

大庆北斗时空信息产业园

大庆市数字经济协会

来源：公众号数字孪生城市