以创新技术夯实“低空之基” 打造可计算的低空空域

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本报记者 贺王娟

政策东风劲吹，叠加技术持续突破之下，低空经济产业“蓄势腾飞”。

近日低空经济领域再迎技术新突破，在3月12日举办的以“新纪天工 开物焕彩——时空智能创未来”为主题的重大科技成就发布会上，中科星图股份有限公司（以下简称“中科星图”）等3家企业，推出了三项时空信息领域前沿科技成就，其中在低空领域中科星图发布“低空场景综合性服务平台”，该项目获国家重大科技成就奖，同时纳入国家重大科技成就展品库。

中科星图副总裁林乔木

据中科星图副总裁林乔木现场介绍，“低空场景综合性服务平台”技术，是基于中科星图核心产品——星图云的十圈层数据及天基卫星的数据供给能力，以数字地球超级计算机为支撑，G-DGGS与GeoSOT空域网格剖分双引擎为核心驱动力，打造的“低空一朵云”，该项技术为低空空域管理、飞行管控，提供低空数据与算力底座，构筑低空经济新基建。

助力低空产业“飞得稳”

随着低空飞行器的不断增加，如何确保空防安全、飞行安全、提高飞行效率成为亟待解决的问题。在业内人士看来，低空经济发展过程需解决“看得清”和“看得准”的问题，例如掌握城市建筑物、障碍物和地形的分布，通过实时电磁监测，及时发现非合作目标等。

林乔木表示，低空经济应用场景广泛，但要实现高效、安全的低空作业，对飞行器的性能和稳定性要求极高，更重要的是离不开卫星数据资源的充分保障。例如在城市复杂环境中的低空出行，飞行器需要精准的导航和避障技术。并且，通信技术也需要保障低空作业时数据传输的实时性和稳定性，一旦通信中断，可能引发飞行事故。

在保障安全的前提下，如何满足未来多主体、多任务、高密度、大流量飞行下的监管和服务？当前的低空技术能力能否支撑低空飞行器平稳高效运用，其成本如何？

林乔木表示，技术方面，当前国内空天基础设施日臻完善，高分辨率对地观测系统天基部分基本建成，对地观测迈进高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率时代，对地观测数据加速增长，每天可覆盖全球上亿平方公里区域。成本方面，如今遥感卫星造价已从亿元级，降到千万元级，甚至已有百万元级的微小卫星出现；发射成本曾经数以亿元计，但随着一箭多星、一级回收技术的发展，千万元级发射的成本不再遥远。

“此外当前卫星载荷水平极大程度提高，除传统光学卫星外，高光谱、热红外、定位、气象、电磁和超算载荷也在积极布局发射，极大程度释放地面基础设施的架设数量和投资规模。”林乔木补充道。

正是基于市场对于低空安全飞行需求的考量，中科星图研发推出“低空场景综合性服务平台”技术，该项技术凭借空天信息多圈层数据，精准掌握空域动态。以网格剖分引擎精细剖分空域，打造可视化、智能化空域管理平台，实时监控飞行器，优化飞行计划审批，化解空域资源紧张与需求增长的矛盾，保障低空秩序。

“同时结合空间数据全要素支撑，汇聚气象、基础地形、飞行器状态等实时数据。通过低空空域全时空计算提前洞察风险，低空运行全流程管控即时干预，精准预警并辅助避险，降低事故发生率。”林乔木介绍称。

打造可计算的低空空域

“要想富，先修路”。对于低空空域飞行而言，保障低空空域高效运作，离不开空域的成体系的交通管理，未来要飞行器常态化运营仍需要完善低空空域的基础设施以及配套专属交通法规。当前“空中交通”管理体系也是亟待破解的难题。

在中国工程院院士陈志杰看来，在城市低空百亿级的网格化空域管理方面，需要建立网格坐标系统，构建全新的时空数据管理引擎，提升低空空域的精细分配与动态管理能力，从而支撑大规模、高密度、高复杂度的低空运行场景。而网格化的大规模、高密度、高复杂度的空域管理离不开算力的支撑。

林乔木认为，低空空域管理本质上是计算问题。低空经济需要数字化空天系统和控制平台的支撑，迫切需要通算、超算、智算一体的算力支撑。高算力、高密度、低功耗、高可靠是低空经济发展的方向。同时在智能化飞行控制方面，亟须实现空地信息基础设施一体化建设，建立飞行服务平台对低空飞行器各群体的飞行过程进行智能控制，提升无人机自主避险能力。

因此，星图低空云正是基于中科星图核心产品——星图云的十圈层数据及天基卫星的数据供给能力，以数字地球超级计算机为支撑，可实现云计算域、超算域、智算域、大数据域四域融合和统一管理；同时，还具备强大的数字地球智能计算能力，为海量低空数据高效存储、大范围、细粒度空域网格高效构建、大规模飞行低延迟安全计算、高保真空域数字孪生分布式渲染，提供强有力支撑。

据林乔木介绍，“低空场景综合性服务平台”技术可提供四大专项能力，即全要素数据供给能力、低空网格构建能力、低空数字孪生构建能力、全时空数据计算能力，以及提供三类低空飞服平台落地模式，如本地化飞服平台交付、在线样板间、在线飞服平台交付。

扩大商业生态场景

技术走向落地，商业化是绕不开的话题。据介绍，“低空场景综合性服务平台”技术目前已经为全国10多个城市开通在线样板间，更多城市正在开通对接中；且商业模式已形成，即通过多租户地管理模式，按周期性付费方式获取收益。

同时，随着低空经济蓬勃发展，各地因地制宜发展低空产业，低空经济应用场景正在逐步扩大。例如政务巡检、文化旅游、物流配送、应急救援等多场景应用渐入佳境。

例如物流配送，林乔木介绍，低空物流并不是简单的对现有快递、外卖的替代，而是围绕着降本增效、可触达的原则，打造了边远海岛重要邮件投递，锚泊船只物品配送，实现快速、灵活的货物配送方式，显著提升物流效率。

此外，在文化旅游方面，“空中观光、空中摄影、空中飞行体验、空中VR旅游等多场景通过技术的赋能正在落地，即通过‘低空场景综合性服务平台’可突破传统地面游览的平面限制，借助空中视角为游客提供全景俯瞰、沉浸式VR/AR交互、动态航拍等特色服务，为游客打造高效便捷、视角独特的创新型旅游体验，提升游客的情感价值，推动了旅游产业的升级。”林乔木如是说。

随着低空产业新型基础设施建设的完善，低空经济的万亿元级市场蓄势待发。通过技术创新和商业化场景应用，低空云技术生态与商业生态正在不断丰富，低空经济新领域、新场景不断被开拓，未来这一市场蛋糕将不断被扩大，产业链企业有望受益。

（编辑 李波）