广发证券研报系统梳理了低空智联网的通信与感知技术路径。ADS-B凭借38万美元建设成本(仅为传统雷达5%-6%)和优于雷达的综合性能,已成为低空监视的主流选择。5G-A通感一体技术通过复用基站部署感知功能,可大幅降低部署成本并实现大范围连续覆盖,上海规划2026年建成低空通信网络。毫米波探测、卫星互联网等新兴技术有望进一步赋能低空通感能力。
ADS-B——空天地一体化监视网络的基石
ADS-B是当前低空监视最具性价比的技术路径。终端区60NM半径下ADS-B建设成本仅38万美元,而一次监视雷达约800万美元、二次监视雷达约600万美元,成本优势超过94%。ADS-B探测范围200-250NM,精度<0.1NM,更新周期0.5-1s,均优于传统雷达。在数据获取方面,ADS-B可获取基于WGS-84坐标系的三维位置、速度、转向标识、垂直速率、空速、地速、磁航向等状态矢量信息,而一次雷达不具备数据传输能力。ADS-B由Out和In两个服务组成:Out向外广播飞机识别信息、位置、速度、方向、爬升率、意图等;In接收并综合利用空管地面站发送的空中交通情报服务和它机Out信息,使机组防止空中冲突能力由被动变为主动。我国民航正构建空天地一体化ADS-B运行体系,2020年底已完成机载设备加改装和地面ADS-B网络建设,到2025年底将从整体上提高民航安全水平、空域容量、运行效率和服务能力。
5G-A通感一体——通信感知融合的演进方向
5G-A是5G-Advanced的简称,2021年4月3GPP正式确定其名,R18为第一个版本。5G-A将在现有5G基础上支持下行10Gbps速率、上行1Gbps速率、毫秒级时延、低成本千亿物联以及感知、高精定位等能力。通感融合为5G-A重要技术体制——在通信模块中赋能感知功能,利用通信系统的频谱资源、空口技术、硬件资源处理单元接收感知信号并进行处理。通感一体化硬件架构需平衡感知和通信功能,传统通信与感知系统因功能及规格需求差异在带宽、功率输出能力、接收检测灵敏度等方面具有较大差异。感知与通信从松耦合到完全一体化可分为三个等级:共享硬件频谱、波形与信号处理技术一体化、信息跨层跨模块跨节点共享。5G-A通感融合网络架构向通感智算一体化方向演进,引入通感智算一体化的核心网和多功能无线接入网,可对外开放感知服务。
毫米波与卫星互联网——低空通感的中长期赋能
毫米波频段(30-300GHz)在探测无人机方面具有明显优势:波长较短可探测更小物体;带宽大(最大400MHz)可实现较高分辨率;基站波束更窄探测精度更高。毫米波系统更容易小型化,天线尺寸与电磁波波长成正比,毫米波天线尺寸要比低频天线小很多,更适用于低空飞行器的低载重飞行。同时毫米波与相控阵技术的结合可实现远距离定向传输,Starlink Dish中密集排列了1280个天线阵列单元,实现高指向和快速扫描的毫米波相控阵系统。高通量卫星采用多点波束、频率复用、高波束增益技术,容量较常规通信卫星高出数倍甚至数十倍。亚太6D卫星通信容量达50Gbit/s、90个用户波束,可为低空经济提供强大的通信支持。伴随5G-A/6G技术普及及我国低轨卫星星座建设(如“千帆星座”等),各技术路径有望呈现融合发展态势,在技术特点及应用场景方面形成优势互补。
表格:
低空通感技术路径发展阶段与特点| 技术路径 | 发展阶段 | 核心能力 | 部署成本 | 覆盖范围 |
|---|
| ADS-B | 已规模化部署 | 广播式自动监视 | 38万美元(终端区60NM) | 200-250NM |
| 5G-A通感一体 | 标准制定+试点验证 | 通信+感知融合 | 复用基站 | 单站超1km,连续覆盖 |
| 毫米波 | 技术验证 | 高精度探测+大带宽 | 较高 | 短距离,需密集部署 |
| 卫星互联网 | 星座建设初期 | 全域覆盖通信 | 极高 | 全球 |