城市低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相較于傳統(tǒng)的載人航空經(jīng)濟(jì)，其中一個(gè)重要特點(diǎn)便是引入了大量的無人航空器?？梢哉f，無人航空器是低空經(jīng)濟(jì)中十分重要的一環(huán)。然而傳統(tǒng)的無人機(jī)技術(shù)主要針對(duì)單一無人機(jī)的性能，主要目標(biāo)是確保其能完成給定任務(wù)，對(duì)于多機(jī)之間的協(xié)同工作則相對(duì)研究較少。

     但是城市低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中會(huì)出現(xiàn)大量無人飛行器同時(shí)運(yùn)行的情況，僅憑當(dāng)前常用的無人機(jī)技術(shù)難以應(yīng)對(duì)，這一點(diǎn)可以類比汽車技術(shù)和交通管理技術(shù)的區(qū)別。單一無人飛行器的性能發(fā)展如今已可以基本滿足城市低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，可以承擔(dān)諸如物流配送、城市治理、應(yīng)急救災(zāi)等任務(wù)。

     當(dāng)大量此類無人飛行器同時(shí)運(yùn)行，去執(zhí)行不同任務(wù)時(shí)，傳統(tǒng)無人機(jī)便需要一套完整的保障系統(tǒng)對(duì)其通信和空域管理做支撐。同時(shí)城市環(huán)境內(nèi)，不僅存在正在執(zhí)行任務(wù)的無人飛行器，也會(huì)有各類非合作目標(biāo)，例如丟失信號(hào)的無人機(jī)、“黑飛”無人機(jī)、氣球，甚至部分鳥類。這些飛行目標(biāo)本身并不會(huì)主動(dòng)上報(bào)其位置及任務(wù)，會(huì)對(duì)其他正在執(zhí)行任務(wù)的飛行器造成極大的安全隱患。因而還需要對(duì)城市低空環(huán)境進(jìn)行全面感知，確定合作飛行器的位置，并避免非合作目標(biāo)的安全威脅。

     因此，為了保障城市低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需要結(jié)合通信、感知、管理三個(gè)方面，為低空飛行器提供保障支撐。CSM架構(gòu)，即基于5G網(wǎng)絡(luò)的城市低空飛行器通信系統(tǒng)（communication），用于支撐高并發(fā)場(chǎng)景下的大規(guī)模低空無人機(jī)應(yīng)用；基于無線電、光電、雷達(dá)三系統(tǒng)融合監(jiān)測(cè)的城市低空飛行器感知系統(tǒng)（sensation），用于感知各類飛行目標(biāo)的位置，并提供給空域管理系統(tǒng)，保障空域規(guī)劃的安全性；基于飛行風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)性管理的人工智能城市空域管理系統(tǒng)（management），用于分配低空空域，管理各飛行器，保障其安全性并支撐其任務(wù)的執(zhí)行。

     管理城市內(nèi)低空飛行器的前提是感知當(dāng)前管理空域的所有飛行器的位置信息。關(guān)于這個(gè)問題，傳統(tǒng)民航業(yè)通過ADS-B系統(tǒng)和空管雷達(dá)來確定所管轄空域內(nèi)的所有航空器位置和狀態(tài)信息。但這樣的方式很難直接用于感知超低空環(huán)境中的無人飛行器，因?yàn)樵诔鞘谐涂窄h(huán)境下傳統(tǒng)空管雷達(dá)很難獲取有用的信息。

     而ADS-B系統(tǒng)由于體積功率的限制，難以被無人飛行器使用，同時(shí)由于我國的ADS-B系統(tǒng)使用的是1090ES數(shù)據(jù)鏈，其與航管應(yīng)答和TCAS防撞共用信道?？紤]到無人機(jī)的數(shù)量在可以預(yù)見的未來會(huì)遠(yuǎn)超民航飛行器的數(shù)量，若無人飛行器全部配備ADS——BOUT，則容易形成局部的信道阻塞，丟失報(bào)文和報(bào)文時(shí)延，干擾載人飛行器的正常運(yùn)行。若要將ADS-B系統(tǒng)用于無人飛行器監(jiān)管，則需要進(jìn)一步改進(jìn)其數(shù)據(jù)鏈路，提升其鏈路容量。

     綜上所述，除以上由飛行器或操作人員自行提交的位置數(shù)據(jù)外，仍然需要一些主動(dòng)的手段來對(duì)當(dāng)前空域中的飛行器進(jìn)行感知，這些手段一般可以分為有源和無源兩大類。

     雷達(dá)是一種典型的有源檢測(cè)方式，其原理是雷達(dá)發(fā)射機(jī)向外發(fā)射電磁波，接收機(jī)接收從目標(biāo)反射回來的電磁波，并通過處理該回波來獲得相應(yīng)信息。理論上獲取的目標(biāo)信息包括：距離、徑向速度、角方向、尺寸、形狀、微多普勒特征等。然而針對(duì)超低空環(huán)境，地面雜波會(huì)嚴(yán)重干擾其工作?？紤]大氣衰減和地雜波的影響，采用地雜波M T I抑制技術(shù)，針對(duì)無人飛行器的雷達(dá)最佳頻率為16 GHz（Ku波段）。因此Ku波段是目前無人飛行器探測(cè)雷達(dá)的主流工作波段。

     由于5G通信基站采用相控陣天線，可以實(shí)現(xiàn)天線主瓣波束的快速調(diào)度，可以基于5G通信的幀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)通信一體化，通過5G通信基站實(shí)現(xiàn)低空目標(biāo)探測(cè)。能夠利用現(xiàn)有基站資源，在城市環(huán)境下保證感知覆蓋范圍。雷達(dá)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)便是可以同時(shí)追蹤多個(gè)目標(biāo)，可以有效跟蹤同一空域中出現(xiàn)的多個(gè)飛行器，同時(shí)其受天氣干擾小，可以做到24小時(shí)不間斷工作。但是這一方法受環(huán)境影響較大，在樓宇等遮擋環(huán)境下探測(cè)距離有限，因此在城市環(huán)境內(nèi)的部署點(diǎn)位選擇需要慎重考慮。

     隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，未來在通信、感知、管理三個(gè)方向還會(huì)有更多新技術(shù)涌現(xiàn)。城市低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需要將三個(gè)系統(tǒng)充分結(jié)合，以技術(shù)做支撐，用技術(shù)促發(fā)展。