作為新質(zhì)生產(chǎn)力的代表,低空經(jīng)濟(jì)成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新引擎。隨著各地積極搶抓低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)遇,低空飛行安全成為產(chǎn)業(yè)界面臨的重要課題。當(dāng)前,各種低空飛行器的數(shù)量迅速增加,電磁環(huán)境日益復(fù)雜和嚴(yán)峻,如何借助數(shù)字化工具賦能民航無(wú)線電管理,促進(jìn)低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展,成為相關(guān)機(jī)構(gòu)面臨的新課題。
無(wú)線電技術(shù)與低空經(jīng)濟(jì)緊密關(guān)聯(lián)
當(dāng)下,低空經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展,各類低空飛行器,尤其是無(wú)人機(jī),在眾多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,其保有量呈快速增長(zhǎng)之勢(shì)。從攝影創(chuàng)作到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),從物流配送到城市規(guī)劃乃至反恐偵察,無(wú)人機(jī)無(wú)處不在,展現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用潛力,推動(dòng)著低空經(jīng)濟(jì)持續(xù)升溫。
無(wú)線電技術(shù)在低空經(jīng)濟(jì)中扮演著關(guān)鍵角色,是低空飛行器運(yùn)行的核心支撐。以無(wú)人機(jī)為例,其遙控系統(tǒng)通常工作在2.4GHz 或5.8GHz 頻段,借助數(shù)字調(diào)制技術(shù)發(fā)送精準(zhǔn)的控制指令,實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的起飛、飛行和降落等基本操作。在導(dǎo)航定位方面,無(wú)人機(jī)依靠全球定位系統(tǒng)(GPS)或其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)確定自身位置,從而規(guī)劃精確的飛行路線,這對(duì)于無(wú)人機(jī)的安全高效飛行至關(guān)重要。
飛行過(guò)程中,無(wú)人機(jī)要實(shí)時(shí)傳輸飛行數(shù)據(jù),如速度、高度、電池狀態(tài)等信息,以及將拍攝的視頻和圖像數(shù)據(jù)回傳至控制站,這依賴于數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。部分高級(jí)無(wú)人機(jī)配備的雷達(dá)或其他感測(cè)設(shè)備,用于檢測(cè)和避開障礙物,這些系統(tǒng)也需特定的無(wú)線電頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。此外,無(wú)人機(jī)還能作為通信中繼,在災(zāi)難響應(yīng)時(shí)或在偏遠(yuǎn)地區(qū)提供臨時(shí)無(wú)線通信覆蓋。
隨著低空經(jīng)濟(jì)崛起,大量低空飛行器、地面控制站以及通信設(shè)備等都依賴無(wú)線電頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信,眾多飛行器在運(yùn)行時(shí)發(fā)射和接收無(wú)線電信號(hào),致使低空電磁環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜。這不僅可能干擾其他飛行器的正常運(yùn)行,還會(huì)對(duì)其他無(wú)線電設(shè)備產(chǎn)生不良影響,因此,保障良好的無(wú)線電秩序,營(yíng)造穩(wěn)定的電磁環(huán)境,對(duì)于低空經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展至關(guān)重要。
首先,良好的電磁環(huán)境是通信系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基石。低空飛行器高度依賴無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行操作控制與數(shù)據(jù)傳輸,穩(wěn)定的電磁環(huán)境能夠有效減少無(wú)線電干擾,保障通信穩(wěn)定與可靠,進(jìn)而提升低空經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行效率。其次,良好的電磁環(huán)境有助于維護(hù)導(dǎo)航定位的精準(zhǔn)度。GPS 等衛(wèi)星導(dǎo)航工具對(duì)于低空飛行器的定位導(dǎo)航起著關(guān)鍵作用,一旦受到無(wú)線電干擾,導(dǎo)航數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)偏差,極大增加事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。最后,低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與公眾安全和隱私保護(hù)緊密相連,良好的電磁環(huán)境能夠降低錯(cuò)誤操作與數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn),守護(hù)社會(huì)公共安全和個(gè)人隱私。
2024 年3 月, 低空經(jīng)濟(jì)首次被列入《政府工作報(bào)告》, 彰顯了國(guó)家對(duì)其發(fā)展的高度重視,眾多省市和企業(yè)紛紛投身低空經(jīng)濟(jì)建設(shè)浪潮。在此背景下,頻譜資源的合理管理與保護(hù)迫在眉睫。有效的電磁環(huán)境保護(hù)措施,不僅能推動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,避免資源的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)與枯竭,還能為其長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展筑牢根基。
民航電磁環(huán)境保護(hù)的困境
低空經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,在為各行業(yè)帶來(lái)諸多便利與機(jī)遇的同時(shí),也給民航電磁環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了前所未有的困難和挑戰(zhàn)。
頻譜資源的緊張與沖突日益凸顯。在有限的電磁頻譜范圍內(nèi),民航通信、導(dǎo)航、監(jiān)視等關(guān)鍵系統(tǒng)早已分配了特定頻段,以保障飛行安全與正常運(yùn)行。然而,低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得大量低空飛行器及其配套的通信、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備蜂擁而至,這些設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中所占用的頻譜與民航頻段存在部分重疊或相鄰的情況。例如,部分無(wú)人機(jī)使用的頻段與民航二次雷達(dá)頻段相近,當(dāng)無(wú)人機(jī)數(shù)量眾多且分布密集時(shí),其發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)容易對(duì)民航雷達(dá)信號(hào)產(chǎn)生干擾,導(dǎo)致雷達(dá)屏幕上出現(xiàn)虛假目標(biāo)或目標(biāo)丟失,嚴(yán)重影響民航管制員對(duì)空中交通態(tài)勢(shì)的判斷,增加了空中相撞等安全事故的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
低空飛行器無(wú)序運(yùn)行成為監(jiān)管難題。目前,低空經(jīng)濟(jì)尚處于發(fā)展階段,相關(guān)監(jiān)管體系仍有待完善,部分低空飛行器存在未按規(guī)定進(jìn)行飛行申報(bào)、擅自闖入民航限制空域等情況。這些未經(jīng)許可的低空飛行活動(dòng)不僅自身安全難以保障,還因其飛行軌跡具有不可預(yù)測(cè)性,使得民航飛機(jī)在起降或巡航過(guò)程中面臨突發(fā)電磁干擾威脅。尤其是在機(jī)場(chǎng)周邊等繁忙空域,一些小型無(wú)人機(jī)的“黑飛”行為可能瞬間破壞原本穩(wěn)定的電磁環(huán)境,干擾民航客機(jī)與地面塔臺(tái)之間的通信聯(lián)絡(luò),使飛行員接收不到準(zhǔn)確的指揮指令,進(jìn)而對(duì)飛行安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理難度大幅提升。低空經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的分散性和低空飛行器的機(jī)動(dòng)性,使得電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)范圍需要進(jìn)一步擴(kuò)大且精度更高。傳統(tǒng)的電磁監(jiān)測(cè)設(shè)備和手段往往難以實(shí)現(xiàn)對(duì)低空全域的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè),存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)和滯后性問(wèn)題。同時(shí),對(duì)于眾多低空飛行器所產(chǎn)生的電磁干擾源的定位與識(shí)別也變得更為復(fù)雜,需要投入更多先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和專業(yè)人員進(jìn)行分析排查。而且,涉及低空經(jīng)濟(jì)的眾多參與主體,包括無(wú)人機(jī)制造商、運(yùn)營(yíng)商、飛行愛好者等,其管理涉及多個(gè)部門,存在職責(zé)交叉與協(xié)調(diào)不暢的情況,這也在一定程度上阻礙了電磁環(huán)境有效管理和保護(hù)工作的順利開展。
技術(shù)更新?lián)Q代帶來(lái)的兼容性問(wèn)題不容忽視。隨著低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域技術(shù)的快速發(fā)展,新的通信技術(shù)、電子設(shè)備不斷涌現(xiàn),然而這些新技術(shù)、新設(shè)備在設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中,可能未充分考慮與民航電磁設(shè)備的兼容性。例如,一些新型無(wú)人機(jī)采用的高功率通信模塊,雖然提升了自身的數(shù)據(jù)傳輸能力,但可能對(duì)民航電磁環(huán)境造成更強(qiáng)的干擾,而這種由于技術(shù)不兼容導(dǎo)致的電磁干擾問(wèn)題,在當(dāng)前低空經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展趨勢(shì)下愈發(fā)頻繁地出現(xiàn),給民航電磁環(huán)境保護(hù)工作帶來(lái)極大困擾。
未來(lái)發(fā)展舉措
在低空經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下,民航電磁環(huán)境保護(hù)面臨諸多棘手問(wèn)題,亟需各方合作,優(yōu)化電磁頻譜管理、制訂電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、促進(jìn)多部門協(xié)同合作等措施并舉,以確保民航飛行安全與低空經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展。
優(yōu)化電磁頻譜管理。無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)需整合低空與民航的頻譜使用信息,利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù),全面梳理各類設(shè)備的頻譜需求和潛在沖突點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,制定科學(xué)合理的頻譜分配規(guī)劃,為民航和低空經(jīng)濟(jì)分別劃分清晰、互不干擾的頻段范圍,確保頻譜資源的有序利用。例如,對(duì)于無(wú)人機(jī)常用頻段,應(yīng)與民航頻段保持足夠的安全間隔,并預(yù)留一定的保護(hù)帶寬。同時(shí),建立智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在低空區(qū)域廣泛布置高靈敏度的傳感器,這些傳感器能夠?qū)崟r(shí)采集電磁信號(hào),并通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至中央處理平臺(tái)。平臺(tái)運(yùn)用先進(jìn)的信號(hào)處理算法和人工智能技術(shù),對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析和比對(duì),一旦發(fā)現(xiàn)異常信號(hào),立即啟動(dòng)干擾源定位程序,通過(guò)多傳感器數(shù)據(jù)融合和三角定位等方法,精確鎖定干擾源位置,及時(shí)采取措施消除干擾,保障電磁環(huán)境穩(wěn)定。
制訂電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)不同類型低空飛行器和設(shè)備的技術(shù)特性、功率大小、應(yīng)用場(chǎng)景等因素,分類制訂詳細(xì)且嚴(yán)格的電磁輻射限值和抗干擾標(biāo)準(zhǔn)。比如,針對(duì)物流配送無(wú)人機(jī)和農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī),因其作業(yè)環(huán)境和任務(wù)需求不同,應(yīng)分別設(shè)定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行過(guò)程中,加強(qiáng)監(jiān)管力度,構(gòu)建全流程的認(rèn)證審查體系。在研發(fā)設(shè)計(jì)階段,要求企業(yè)遵循標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),并提交電磁兼容性設(shè)計(jì)報(bào)告;在生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格抽檢,確保產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)要求;在投入使用前,組織專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)地測(cè)試,只有通過(guò)測(cè)試的設(shè)備和飛行器才允許進(jìn)入市場(chǎng),從源頭把控電磁環(huán)境質(zhì)量。促進(jìn)多部門協(xié)同合作。明確各部門在低空經(jīng)濟(jì)電磁環(huán)境保護(hù)中的職責(zé),建立高效的協(xié)調(diào)機(jī)制。如民航部門、無(wú)線電管理部門、市場(chǎng)監(jiān)管部門等應(yīng)定期召開聯(lián)席會(huì)議,共享信息,共同商討解決問(wèn)題的方案。同時(shí),加強(qiáng)對(duì)低空飛行器操作人員的培訓(xùn)和管理,提高其安全意識(shí)和操作規(guī)范程度,減少因人為因素導(dǎo)致的電磁干擾問(wèn)題,全方位推動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)與民航行業(yè)在安全穩(wěn)定的電磁環(huán)境下協(xié)同發(fā)展。
優(yōu)化電磁頻譜管理、制訂電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、促進(jìn)多部門協(xié)同合作等多種方案的實(shí)施,能夠有效解決頻譜資源緊張、飛行器無(wú)序運(yùn)行、監(jiān)測(cè)管理困難及技術(shù)兼容性等難題,從而實(shí)現(xiàn)從技術(shù)、管理、規(guī)范到意識(shí)等多維度構(gòu)建防護(hù)體系,營(yíng)造良好電磁環(huán)境,推動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)與民航協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展,確保行業(yè)繁榮穩(wěn)定。(作者:胡博愷、洪小川、周馮燚)