5G聯網無人機擬解決的關鍵問題

文/胡娜 萬青云 徐良雄 陳三寶

智能化趨勢下，人們消費水平不斷升級，消費者對于無人機功能性需求提升。無人機在農業植保、測繪和巡檢方面已經得到廣泛應用。可以實現噴灑農藥、驅鳥、巡邏監視、病蟲監察等功能，具有無人機集群協同作業效率高、單位面積施藥液量小、高精度定位；通過無人機抓取數據制作實時實景地圖的技術方案，實現在不同應用場景基于地圖的數據挖掘；電力設備中輸電線路一般位于崇山峻嶺、無人區居多，且多位于高空，無人機巡檢可有效解決上述問題，實現實時高效巡檢。

1 5G無人機投放測試現狀

在4G的基礎上，5G上網的速度可以提升100倍，可達每秒20Gbps。5G網絡使延遲降低，不僅可以加速無人機在搜尋檢索目標時的云端匹配速度，還可以讓無人機在后方人員的操控下，更快的響應指令和動作指示，同時5G網絡為無人機提供了低空網絡連接，使其具備遠程控制、高清圖傳、精準定位、狀態監控、安全網絡等五大重要能力。我國3家基礎電信企業均正積極布局5G聯網無人機應用。在2017年11月，億航公司聯合華為在英國全球移動寬帶論壇上，首次跨國演示了可載一人的億航184自動駕駛飛行器在廣州試飛現場直播，當時的4.5G商用網絡為無人機的超視距控制、數據傳輸和飛行提供了有力保障。

2 5G聯網無人機擬解決的關鍵問題

2.1 無人機監管政策問題

2.1.1 民用無人機監管和警用無人機發展

根據民用無人駕駛航空器實名登記系統統計，截至2018年3月1日，無人駕駛航空器實名登記18.5萬架。其中固定翼3442架，多旋翼179646架，單旋翼875架，飛艇37架，其他243架，固定翼數量比其余幾種加起來的總數還多。無人機運行管理監管的難點來自兩方面，一方面解決空中防御問題，首先可以通過視頻、雷達、紅外、無線電定位等發現識別無人機，進而進行跟蹤和控制，最后進行控制等操作。另一方面解決空中管理問題，主要包括飛行規則，航空器管理，空域機場條件情報氣象服務和空中交通服務。國家空管委已推出《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例（征求意見稿）》，對無人機種類、駕駛員要求、空預申請、安全監管均有詳細說明；工信部聯合相關部委推出《無人駕駛航空器系統標準體系建設指南（2017-2018年版）》，從管理和技術角度，提出了無人駕駛航空器系統標準體系。

警用無人機，是城市化區域戰法暨攻關方向。一方面在無人機的配合，警方將更快速有效的抓捕罪犯。另一方面，警用無人機應該具有觀察和打擊兩種功能，一般無人機速度僅為50-90km/h，警用無人機需要達到120km/h以上，因此采用混合翼，多旋翼用于起飛，固定翼用于飛行。

2.1.2 多維度無人機監管

無人機標準應涵蓋國家標準、行業標準、團體標準、企業標準，多維度協同發展的格局。其中國家標準、行業標準制定周期長，對技術成熟度、市場占有率要求較高。團體標準、企業標準制定周期短，操作靈活，能迅速推向市場。民航局的監管需求為實名制登記，起飛在線申報，飛行實時監視；工信部監管需求為生產、銷售準入制，可信、非可信均可監管；公安部監管需求為“落地查人”，飛行過程可回溯。

2.2 空域管理問題

2.2.1 空域劃分方式

農業植保大部分是在15米以下飛行，飛行區域相對固定；電網等巡檢無人機，飛行高度也是基本在100米以下，沿著高壓線走向飛行。我國低空空域1000米以下都屬于管制空域，2010年國務院中央軍委25號文件，即關于深化我國低空空域管理改革的意見。這份文件釋放了逐步開放低空開放的信號，通用航空器在報告和監視空域飛行由審批制改為備案制。目前國家尚沒有專門針對無人機飛行的空域劃分標準。根據國際民航組織推薦標準，是按照空域的垂直高度，將空域劃分為A、B、C、D、E、F、G，共7類。120米以下當前技術能覆蓋絕大部分場景，但從地面到1萬米高空，還需要進一步的技術發展。

2.2.2 空域管理

空域管理設計解決四方面的問題，基礎設施覆蓋，垂直間隔，柵格化管理，禁飛區劃分。基礎設施覆蓋主要包括通信覆蓋率，雷達覆蓋率，衛星導航。中國有16個鄰國，空域管理復雜，平均而言，中國的飛機要比美國多飛5%的距離。中國的禁飛區眾多，但軍用飛機一般飛行在7000-7500米以下的空域。要實現近地（1200英尺）的可航行（什么條件下可自由飛行）。

2.3 數據協同問題

無人機發展勢頭迅猛，從消費者玩具到行業工具，從本地控制到超視距飛行。在農業物監測、土壤分析、植保、交通物流快遞、航空拍攝、規劃、勘探、監測生產等，聯網無人機使行業效率提升。多種設備、不同時段多次監測；單站勘測模式切換；數據傳輸與人工快遞等中間環節將影響數據處理效率，因此監測數據無法真正做到實時分析、反饋。

3 結語

完善的網絡空中智能平臺集中整理數據，并完成智能自動飛行傳感信息共享、飛行路線共享、實時實景導航、網絡輔助環境感知、無人機集群作業協同環境感知、智能避障和自動規劃飛行路線。無人機的發展離不開5G的技術支持，5G也需要無人機來配合發展，兩者互相成就，然而5G無人機的發展之路依然很久遠。