《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个 五年规划的建议》 应急搜救 2022 年四川泸定 6.8 级地 震 受灾 1478 万人 ， 经济损失 1200 亿 元 死亡失踪 117 人 ， 经济损失 154 亿 元 复杂环境下 ，低空智能感知面临“看不清” ，“看不准”和“看不全”的挑战 “ 看不全” “ 看不清” “ 看不准” 单机视角有限且存在遮挡 ，无法捕 捉目标在所有角度下的的特征 雨雪雾恶劣天气和低光照环境降低 语义稀密 从下往上 ，第三排中靠画面最左侧的红色汽车 这个路口中存在的违章行为与异常现象 低空视野广实例密。 在稀疏文本约 束 下 ，从细粒度视觉中辨析细节 ， 需 要 精细逻辑进行推理。 复杂环境下 ，低空推理决策面临语义稀密、空间难解与任务繁复的挑 战 感知 目标检测、 目标计数、 场景分类、 异常识别 理解 图像描述、 条件判断、 视觉定位、 高度预测 推理 物理推理、 因果推理、 这里是什么场景？ 变电设施间距多少？ 存在安全隐患吗？ 斜拍视角进行位置判断与空间度量 任务间推理路径差异化 俯拍视角进行目标感知与属性理解 四维度多种任务形式 空间难解 任务繁复 复杂环境下 ，低空具身智能面临“不可靠” ，“不精准”和“不可控”的挑战 “ 目标理解不可靠” “ 动作生成不精准” “ 体系安全不可控” 行动路径撞上障碍物 动作生成误差导致机械臂需要执行 冗余动作才能完成任务

1. 引言 1.1 背景与意义 随着无人机、低空飞行器等新兴航空设备的广泛应用，低空空域的使用变得越来越频繁， 特别是在物流配送、城市空中交通、农业监测和应急救援等场景中，低空空域管理的复杂性 和重要性日益凸显。当前，针对低空空域的通信、导航、监测和气象保障技术尚未形成统一 的标准和系统化的方案，导致各国和地区在低空空域安全管理方面存在不一致和技术空白。 因此，行业内亟需编制一份 建立技术标准和行业规范，从而确保低空空域飞行器能够安全、高效地运行。 通过统一低空空域的通信、导航、监测及气象数据处理标准，不仅能够提升无人机、低 空飞行器与地面系统之间的互操作性，还能有效降低空域管理的复杂性，避免通信干扰和空 域冲突。同时，这些标准也可为相关技术的发展和创新指明方向。在空域管理的不同场景中， 如无人机交通管理（Unmanned Aircraft Traffic Management 1、通信技术：将详细阐述适用于低空空域的无线电频段、通信协议和技术标准，确保 无人机和低空飞行器能够与地面控制中心、其他飞行器实现稳定、低延迟的通信。它还将探 讨多种通信方式的无缝融合（如 5G、卫星通信、专用航空频段等），以应对复杂的低空空 域环境。 2、导航技术：将介绍精确的低空导航解决方案，包括全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）、惯性导航系统（Inertial

深度融合并赋能物流、农业、交通、旅游、城市管理、应急救援等多个领域的新型经济形态。 人工智能通过赋予低空飞行器“智慧大脑”，正成为驱动低空经济高质量发展的核心引擎。 它通过多源传感器融合与智能算法，显著提升了飞行器在复杂环境下的感知、决策与控制能 力，例如实现精准目标识别、动态空域调度以及多机协同作业，从而将低空系统从传统的“消 费电子产品”升级为高效的“智能工业装备”。广泛应用于物流配送、农林植保、电力巡检、 .......................................................................................448 8.3.3 面向复杂场景的智能感知与理解......................................................................................... 空域，鉴于不同地区的特性及需求，此界定上限可增至 3000m[1]。此类空域受到地形地貌、 建筑物遮挡以及局地气象变化等多重动态因素的制约，并需满足无人机等新型航空器的高密 度运营需求，从而呈现出空域资源竞争与异质障碍共存的双重复杂局面。近年来，党和国家 高度重视低空经济的蓬勃发展[2]，在宏观政策制定方面，2023-2025 年，国家将低空经济纳 入战略性新兴产业的培育范畴；在产业推动层面，采取税收优惠和财政激励措施，引导社会

和气体传感器等设 备，结合 AI 算法，能够在复杂环境中快速识别火源、烟雾、温度 异常等关键信息，并通过实时数据传输系统将信息反馈至指挥中 心，辅助决策者制定科学的灭火策略。 项目的主要应用场景包括森林火灾、城市高层建筑火灾、化工 厂火灾等高风险区域。无人机能够在火灾初期快速到达现场，进行 全方位、多角度的监测，避免传统消防手段因地形复杂或环境危险 而无法及时介入的问题。此外，无人机还可以在火灾扑灭后，进行 少火灾造 成的经济损失和人员伤亡。同时，该项目也为未来智慧城市建设和 应急管理体系的完善提供了重要的技术支撑。 1.1 项目背景 随着城市化进程的加速和自然灾害频发，传统的消防手段在面 对复杂地形、高层建筑和突发性火灾时，暴露出响应速度慢、信息 获取不全面、救援效率低等问题。特别是在森林火灾、化工厂爆炸 等大规模灾害中，消防人员的安全和救援效果受到极大挑战。近年 来，无人机技术的快 期迅速抵达现场，实时传输高清图像和视频，为指挥决策提供关键 信息支持。 然而，现有的无人机消防应用仍存在一些局限性。首先，无人 机操作依赖人工控制，面对复杂环境时容易出现操作失误或信息滞 后。其次，火灾现场的烟雾、高温和复杂地形对无人机的飞行稳定 性和数据采集能力提出了更高要求。此外，火灾现场的实时数据分 析能力不足，导致决策效率低下。为了解决这些问题，人工智能 （AI）技术的引入成为关键。通过

捉目标在所有角度下的特征 复杂环境下 ，低空智能感知面临“看不清” ，“看不准”和“看不全”的挑战 “ 看不清 ” 雨雪雾恶劣天气和低光照环境降低 了无人机对目标的感知清晰度 “ 看不准” 低空感知模型进化难 “ 看不全” 多机跨视角感知难 “ 看不清” 复杂环境全天候感知难 低空感知 基础模型自主进化技术 水情监测 研究挑战 关键难题 技术创新 低空复杂环境 全天候感知技术 届 VisDrone 竞 赛 全球包括卡耐基梅隆大学等 在内的 2000+ 参赛队伍 5000+ 篇论文使用并引用 > 关键平台： 建立了复杂环境协同感知数据平台 （ TPAMI 2022 ） 构建了大规模多源、多模态、多任务、非完备复杂环境协同感知数据平 台 VisDrone ，覆盖单机和多机协同感知任务。 国内外广泛使用的无人机视觉基准数据平台 DroneCrowd-TJU DroneRGBT-TJU VisDrone-TJU MultiDrone-TJU AnimalDrone-TJU > 关键平台： 建立了复杂环境协同感知数据平 台 反无人机微小目标检测数据集（ ECCV 2024 ） 平台优势 智能化升级 ，效率倍增长 通过 AI 技术赋能 ， 实现城市巡检从传统人工模式向 智能化、 标准化、 规模化的跨越式升级

功能模块均可独立升级和维护。系统将集成多种传感器，如红外摄 像头、多光谱传感器等，以增强图像识别的准确性和适用性。此 外，系统还将具备自动避障、路径规划、电量监控等智能功能，确 保无人机在复杂环境下的安全飞行。 项目的主要技术难点在于 AI 模型的训练和优化，需要大量的 标注数据进行模型训练，并不断调整模型参数以提高识别精度。为 此，项目将建立一个大规模的图像数据库，涵盖各种地形和气候条 随着无人机技术的快速发展，低空无人机在农业监测、环境监 控、城市管理、灾害应急等领域的应用日益广泛。然而，传统的无 人机图像处理方式主要依赖人工操作，存在效率低、成本高、实时 性差等问题，难以满足大规模、高频率的监测需求。特别是在复杂 环境下，人工识别图像中的目标物体或异常情况时，容易出现误判 或遗漏，导致决策的滞后性和不准确性。此外，随着无人机采集的 数据量呈指数级增长，如何高效处理和分析这些海量数据成为亟待 解决的技术难题。 训练，随 着技术的进步，无人机逐渐在农业、物流、测绘、环境监测等多个 领域得到应用。近年来，随着人工智能、计算机视觉和传感器技术 的快速发展，无人机的能力得到了显著提升，尤其是在低空飞行和 复杂环境下的自主导航与任务执行方面。 在硬件方面，无人机的设计已经从简单的固定翼飞机发展到多 旋翼、混合动力等多种形态。多旋翼无人机因其垂直起降能力和悬 停稳定性，成为低空应用的主流选择。同时，无人机的续航能力、

公安部、科技部联合印发《科技兴警三年行动计划（ 2023-2025 年）》 03 行业现状及痛点分析 社会经济的快速发展和城市化进程的加速，人、 车、物、财流动加剧，社会公共安全形势日趋 复杂 公共安全形势复杂 违法犯罪活动增多，不法分子作案手段多样化、 智能化、现代化趋势明显 违法犯罪手段多样 因受地形地貌条件限制，存在治安防控盲区和死 角 ，侦查搜捕、取证信息不全面 存在治安防控盲区 通信专网 4G/5G 公网 卫星便携终端 航空摄影 巡逻巡防 治安巡逻 活动安保 边海防巡查 交通管理 禁种铲毒 反恐处突 侦查搜捕 侦察处置 应用场景 - 治安巡逻 • 巡查范围广、巡查环境复杂、持续时间长 • 需要满足全天候、高频次、大面积无死角巡查 解决方案 利用无人机机动能力强、高空视野广等优势，在 空中对管辖区域实时监控，结合地面摄像头监控视频 和公安民警实地走访巡查， 动安保的安全 等级和应急处 置效率 任务载荷：光 电吊舱、喊话 装置、倾斜相 机、信号屏蔽 器等 无人机可执行 高空巡航、定 点盯控、空中 喊话等任务， 保障活动安全 • 任务范围广、现场环境复杂、缺少全局视角、持续 时间长、人群易聚集 • 多部门联合保障，现场信息需直观互通 应用场景 - 边海防巡查 • 边防路线长、巡防任务重、违法取证难、环境变化快 • 需要满足全天候、全方位、高效率的巡查

用，正在推动城市物 流体系的智能化升级。低空飞行器能够将包裹从配送中心快速地送达客户手中，显著提升 “最后一公里”配送速度。城市无人机配送系统通过通感一体化技术，实现对低空飞行器 的路径规划和复杂环境的实时感知；引入智能管理平台，使得低空飞行器能够高效协同作 业，提升整体运营效率。随着相关技术的不断成熟，低空飞行器快递配送将在城市物流领 域发挥越来越重要的作用，助力智慧城市建设和现代物流体系发展。 推动偏 远地区物流体系的智能化升级。低空飞行器能够将包裹从物流中心高效送达偏远乡村和山 区居民手中，显著提升物资配送的时效性和覆盖范围。偏远地区的低空飞行器配送系统依 托通感一体化技术，实现对复杂地形和环境的实时感知与路径优化；结合智能管理平台， 使低空飞行器能够灵活调度、高效协同，提升整体物流运营效率。随着相关技术的不断进 步，低空飞行器快递配送将在偏远地区物流保障、应急物资投递等方面发挥越来越重要的 市 应急或大规模自然灾害，救援人员能够跨越地面设施限制，通过低空飞行器快速获取灾区 信息，并能够与灾区通信、进行物资投送、救援等一系列行为。 城市应急：在城市的各类突发事故中，由于城市事故环境复杂以及交通拥堵等问题， 往往无法快速解决。低空飞行器因其机动灵活、成本较低的特性，能够为城市应急及时提 供通信、探测、物资运送等服务。在火灾、洪水等事故中，低空飞行器可以通过摄像头、 热成像仪、

效和非标目标检测困难等关键问题,提出了基于多维度信息融合与上下文理解的目标判别模型,并详细 阐述了包括时空动态分析与轨迹建模、微动特征分析等关键技术在内的综合解决方案。 通过系统测试 验证,该方案在复杂环境下实现了对各类低空目标的精准识别与快速响应,为低空智联监视体系的实际 应用提供了可靠的技术参考。 关键词:低空经济;5G-A;低空监视 中图分类号:TN959. 1 文献标志码:A 引用格式:胡雅静 随着低空飞行活动在生产作业、城市交通等场景 中日益频繁,低空飞行器数量的快速增长与类型的多 样化对空域安全管理提出了更高要求。 当前,低空监 视系统主要面临 3 个方面的挑战:一是传统监管手段 难以应对复杂动态环境,无人机“黑飞”、碰撞风险频 发;二是多源感知“数据孤岛”现象严重,雷达、光电等 传感器信息缺乏协同;三是恶意干扰技术不断升级,导 致目标识别与追踪失效 [1]。 在此背景下,构建智能融 特性,在应急领域普遍作为备份传输通道;专用数据链 则依托 L/ C 波段频段,保障关键数据传输的抗干扰性 能 [6]。 整体架构旨在实现毫秒级时延、高系统可靠性、 万级终端并发接入,并满足复杂电磁环境下的高韧性 传输要求。 三是平台层( Platform Layer)。 平台层作为系统 的智能中枢,集成了数据处理、智能分析、可视化交互与 云边协同四大核心能力,共同支撑低空监视的综合管理

其局限性。例如，全世界的航空器数量显著增加，而现有的管制员 数量及其工作强度却并未得到相应提升。此外，现有系统中信息交 换的时效性和准确性也存在不足，导致航空器在高密度空域内的调 度变得更加复杂，增加了航空运输的延误风险。为此，建立健全的 空中交通管制系统显得尤为重要。 主要背景因素包括：  全球航空流量的增长：根据数据显示，全球航空航班量在过去 十年内呈现出显著的年增长率，预计未来数年内仍将维持这个 o 气象监测系统：为飞行安全提供气象信息支持。 o 航空情报服务：提供各类飞行资料和航行计划信息。 综合上述要素，现有的空中交通管制系统在基本架构上已经相 当成熟，但在应对日益增加的航班量和复杂的航空环境方面仍面临 诸多挑战。例如，传统的雷达覆盖范围有限，面临盲区的问题；人 工调度容易出现失误，且效率较低；通信频繁干扰和延迟也影响气 候条件下的飞行安全。因此，道路交通和相关技术的快速发展推动 增长率将保持在 4.3%左右。 在全球范围内，空中交通管制体系通常分为多个区域，包括区 域管制、进近管制与塔台管制等。各国根据自身的空域结构与法规 制定相应的 ATC 系统。随着飞机数量的增加和航班复杂性的提高， 传统的管制手段已逐渐不能满足需求，因此，各国纷纷探索更为先 进的技术手段，以提升空中交通的安全性与流畅性。 目前，全球的空中交通管制现状主要体现在以下几个方面： 1. 技术升级：