低空经济概念自十多年前提出以来，近几年得到政府的高度重视。2021年2月，中共中央、国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》，首次将低空经济概念写入国家规划，标志着低空经济正式上升为国家战略。2023年12月，中央经济工作会议把低空经济列入战略性新兴产业。2024年政府工作报告提出，积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。这些政策的出台和表态，都标志着中央政府决心将低空经济打造成为中国下一步经济发展的新型生产力。

为了响应国家号召，各地政府和企业都纷纷行动起来，2024年以来，全国已有近30个省份将发展低空经济写入政府工作报告或出台相关政策。北京、上海、杭州、合肥等15个城市与企业携手共建低空经济生态圈，计划打造涵盖低空飞行路线、低空应用示范区等多个领域上百个示范项目。然而，尽管各地政府和企业高度重视，但在如何实施和推行这一新质生产力时，却经常很茫然。除了可见的飞行器外，人们往往不清楚这一产业包含哪些关键技术、如何推进等。本文主要从低空经济的产业链、各个分领域的技术出发，阐述低空经济所涵盖的关键技术、产业，并提出思考。

一、低空经济产业链

低空经济是一种新质生产力，一般是指在空域3000m以下通过载人飞行器或无人机等载体带动产生的一个涵盖空域飞行、地面科技类基础设施建设，以及上下游相关制造业、原材料供应等众多领域的产业集合体。它是一种人类交通从地下、地面向空中的延伸，也是一种通过无人机实现空中作业，提高生产力的新业态。

低空经济不断开辟的新应用场景及商业模式，显著提高经济社会活动效率和用户体验。其构建起的低空交通网络，将有效降低全社会运输成本，促进人享其行、物畅其流，并拉动上下游关联产业发展，成为经济发展新动能。

低空经济的产业链很长，主要包括飞行器制造、飞行器原材料、低空飞行基础设施建设、低空飞行服务，以及低空应用场景等。

其中，上游主要是飞行器制造的原材料和零部件，包含目前主流的各种复合材料，主要是碳纤维、各种芯片、电池、电机等。

中游是飞行器设计、制造，以及地面基础设施系统建设等。其中，飞行器研发与制造包括无人机（消费级、工业级、军用级），电动垂直起降飞行器（eVTOL，如载人飞行汽车），传统通用航空器（直升机、轻型飞机等），以及飞行器自身携带的各种装备，包括导航系统，通信、摄像、避障雷达等。地面基础设施包括起降平台（无人机机场、垂直起降场、充电/换电站）、空管系统（低空交通管理系统、雷达监测系统），以及数据平台（空域动态管理、飞行数据服务）等。运营与维护则包括飞行器租赁、维修保养、能源补给（如氢能源/电池）、测试验证（适航认证、飞行测试基地）。

产业链的下游是应用场景与产业的融合，比如物流运输的无人机配送（快递、医疗物资、生鲜），城市空中交通（UAM）的载人eVTOL（短途通勤、空中出租车），农业与工业的农业植保、电力巡检、油气管道监测，应急与公共安全的消防救援、灾害监测、边境巡逻，以及消费与娱乐的航空摄影、低空旅游、无人机表演等。

二、低空经济各分领域关键技术

1．低空飞行器的关键技术

低空飞行器的关键技术涉及飞行器设计（整机设计、结构设计、气动、动力）、飞控系统、先进材料、导航、感知和人工智能等诸多方面。

整机设计：其关键内容是根据用途（物流、载人、侦察等）确定航程、载荷、起降方式（垂直起降/短距起降），选择飞行器的形态、设计其整体架构。例如：物流无人机需高载重比，eVTOL需兼顾悬停效率和巡航速度。选择固定翼时适合长航时，但需跑道；选择旋翼/多旋翼具有垂直起降优势，但续航短。

轻量化与材料技术：通常采用碳纤维复合材料、镁铝合金减轻结构重量。金属材料的铝合金主要用于承力框架，钛合金则是为高应力部件服务。3D打印部件可以降低复杂结构成本，拓扑结构优化设计提升强度-重量比。

动力与能源技术：高效推进系统采用电动推进（如多旋翼无人机、eVTOL），依赖高能量密度电池（如锂硫、固态电池）和轻量化电机。而混合动力系统（如燃油-电动混合）适用于长航时任务，需解决能量管理问题。此外，低噪音设计也很重要，通过优化螺旋桨叶片形状（如仿生设计）和分布式电推进（DEP）降低噪声污染。

飞控与自主导航：关键技术包括自主飞行控制算法，基于AI的路径规划（如强化学习避障）和容错控制（应对传感器失效）等，此外，多传感器融合需要结合视觉、毫米波雷达和惯性导航等，抗干扰通信的5G/6G网络支持超低延迟控制，卫星链路保障远程作业等。

感知与避障系统：实时环境感知通过深度学习算法处理摄像头数据，识别电线、鸟类、山丘、房屋等障碍体，动态避障策略则是基于城市空中交通场景的群体协同进行避障。

通信与数据链：低空通信网络专用频段（如我国无人机系统的840.5～845MHz）和Mesh自组网技术（如卫星物联网）。网络安全强调加密数据链（如AES-256）和抗卫星导航欺骗技术（如多频段GNSS接收机）。

2．先进导航技术

人们了解比较多的是北斗卫星导航技术，但实际上，导航技术多种多样，除了卫星导航外，还有惯性导航、视觉导航、磁导航、地图匹配甚至量子导航等，如图1所示。本文主要介绍与低空经济有关的导航技术。

卫星导航是目前最普及的一种导航和定位技术，但由于其信号非常微弱，极易被干扰，并且在信号被遮挡的地方会失去导航功能，这时就需要融入其他导航技术，常用的是MEMS惯性导航、半球谐振陀螺或光纤陀螺等技术。一般来说，大众化的产品采用MEMS+北斗，高端的产品采用光纤陀螺（或半球谐振陀螺）+加速度计+北斗导航。

惯性导航通常都以陀螺仪和加速度计相结合的方式出现，陀螺仪提供角速度和角度信息，而加速度计提供加速度、速度和位置信息，两者结合就可以得到运动物体的方向、姿态以及速度和位置。惯性导航的优点是抗干扰，但随着时间的延长，惯性导航会出现积累误差；为了达到抗干扰和减少长时间误差的目的，惯性导航与卫星导航经常结合成为一种组合导航技术。MEMS惯性导航是最普遍的一种惯性导航技术，其体积小、重量轻、价格便宜，但缺点是精度不够，与北斗结合可以提供北斗信号短时间中断情况下的导航。

半球谐振陀螺的一个优点是每隔一段时间，可以自己校准。借助这个特点，其误差不会随时间和航程无限积累。

光纤陀螺是一种高精度的惯性导航技术，其优点是零部件少，具有较强的抗冲击和抗加速的能力，绕制的光纤较长，使检测灵敏度和分辨率大大提升。但缺点是对于三轴陀螺+三轴加速度计的惯性导航系统，其体积较大，重量较重，为了克服这一缺点，目前一个新的技术方向是将光路部件甚至光纤采用硅光技术芯片化集成。

3．新一代通信技术

这里所述的新一代通信技术覆盖低轨卫星与地面的星地通信、地地通信、低空通信、星间通信的立体通信架构，如图2所示。

图2中并未强调4G/5G等众所周知的地面通信技术，而仅讨论与低空通信有关的低轨卫星通信及低空飞行器与地面之间的其他通信技术。

低轨卫星通信的关键技术包括星上载荷，以及地面的波束合成芯片、上下变频射频芯片、数字处理芯片，以及相控阵天线等。此外，激光通信芯片也至关重要。激光芯片可以提供卫星与卫星之间，卫星与地面高速率、高带宽的通信，与微波毫米波通信相比，带宽和速率可以提高几十倍，甚至上百倍。这一技术在美国星链系统中得到越来越多的应用。

而对于低空经济的应用来说，还要考虑无人机或载人飞行器在偏远山区没有4G/5G的地方实现飞行器与地面或人之间如何通信的问题等。

4．低空人工智能技术

低空经济下的人工智能技术包括飞行器自动驾驶、视觉及图像识别、遥感大模型、无人机指挥系统，以及人工智能+大数据的“低空大脑”等，如图3所示。

低空经济下的人工智能技术可以说无处不在，最典型的是无人机的自动驾驶、自动避障、视觉和图像识别及增强技术，以及雨雾天气下或者暗黑天空的视觉图像识别，无人机遥感或者卫星遥感等。

与卫星遥感相比，无人机遥感可以近距离探测地面农作物、山川、河流、房屋建筑、交通等实时影像，通过人工智能技术，可以达到高清的效果，这对卫星遥感是一个很好的补充。

而大数据与人工智能技术相结合被誉为低空经济的“智慧大脑”。随着大数据和人工智能技术的不断进步，低空经济将实现更高水平的智能化运营。新型大数据与人工智能技术（如机器学习、深度学习等）将逐渐涌现，为低空经济注入新的创新动力。

5．多模态感知技术

低空经济的多模态感知技术是指通过融合多种传感器和数据源，实现对低空环境（如无人机、城市空中交通、低空物流等场景）的全面、精准感知，如图4所示。

多模态感知技术旨在提升飞行安全性、自主性和效率。其核心组成部分包括：

视觉感知技术：采用光学摄像进行目标识别（如障碍物、建筑物），而红外/热成像仪用于夜间或恶劣天气下的目标检测。

雷达技术：毫米波雷达用于精确探测飞行器的距离、速度等，它适应雨雾天气，在无人机上也用于避障和近距离感知。激光雷达用于高精度3D环境建模（如城市数字孪生），它适用于复杂地形或密集障碍物场景。量子激光雷达通过量子天线或量子纠缠技术增强毫米波雷达或激光雷达的探测距离及分辨率。

光谱探测技术：多光谱/高光谱成像用于环境监测（如植被、污染）或特定物体识别。而拉曼光谱用来探测飞行器是否携带危险品、爆炸物等。无线电频谱技术：通过无线电频谱探测，识别飞行器或地面发射电磁波的物体（如雷达、通信设备等）。

6．无人机反制和安全保障技术

低空飞行的反制技术（Counter-UAS或C-UAS）是指用于探测、识别、干扰、欺骗、拦截或物理摧毁未经授权或威胁性低空飞行器（如无人机、eVTOL等）的技术手段。随着低空经济的快速发展，反制技术对保障空域安全、防止恐怖袭击、保护隐私和关键设施（如机场、军事基地、核电站）至关重要。

无人机探测与识别：主要采用雷达探测、无线电频谱侦测、飞行器ID码以及红外热成像等技术。

无人机干扰与欺骗：主要采用无线电干扰、GPS/北斗欺骗、数据链劫持等技术。

无人机物理拦截与摧毁：发射捕捉网兜或碰撞式无人机近距离缠住旋翼或捕获目标，激光武器通过烧毁飞行器的关键部件（电池、电路等）摧毁目标，微波武器则通过发射电磁脉冲大面积瘫痪众多无人机。

无人机空域安全管理技术：电子围栏通过GPS/北斗限制无人机进入禁飞区（如机场、军事基地）；无人机交通管理系统类似空中交通管制，实时监控低空无人机，防止碰撞。

法规与认证：出台无人机实名登记以及飞行许可（如美国的低空授权与通知系统）的法律与法规。

三、低空经济产业发展

1．产业方向

通过对低空经济产业链及其关键技术的阐述，低空经济的产业方向，可以围绕关键技术和低空服务及运营展开（图5）。

低空飞行器设计及制造：在产业格局方面，目前小载荷无人机已经很成熟并且国内厂商很多，但大载荷无人机国内的竞争对手相对较少。

导航板块：目前国内北斗卫星导航厂商众多，且竞争激烈。但结合惯性导航，诸如半球谐振陀螺、硅光芯片光纤陀螺等，是一些新的技术方向，具有很好的投资机会。

雷达与感知板块：以相控阵雷达为代表的企业由于涉及微波毫米波技术，以前具备这个能力的企业比较少，但最近几年，随着低空经济越来越热，这一领域研发的厂家也越来越多，竞争将趋于激烈，当然，相控阵雷达涉及的波束合成等射频芯片值得开发。

人工智能板块：包括飞行器上的人工智能技术，诸如前面所述的自动驾驶、自动避障、自动识别目标等；地面探测器中包含的人工智能技术，包括雨雾穿透成像，弱光微光成像等；地面监管大平台中包含的人工智能技术，比如地面超算中心等。未来，飞行器上携带的NPU或GPU将与超算中心相结合，形成一个边缘计算与中心计算相结合的大的人工智能网络。

通信板块：目前比较热门的是低轨卫星通信，有关这一领域的芯片、天线和系统等都是未来的机会。

动力电池：目前无人机采用燃油和电动两种技术。燃油能量密度高，适合长航时任务，航程通常更远（可达数小时）。而电动无人机航程多在30～90分钟，且环保零排放，低噪音，维护成本也低；缺点是续航与能量密度低，低温性能差。为了提高飞行器的航时和航程，人们一直致力于研发更高能量密度的电池，诸如固态电池、锂硫电池等一直都是攻关的方向。

光学仪器：包括光学成像、红外/热成像、拉曼光谱检测等，在低空经济领域都是不可或缺的技术或设备。

集成电路芯片：集成电路芯片在任何产业都是核心和关键，对于低空经济领域，目前需要解决相控阵雷达、低轨卫星通信等领域的芯片国产化。

低空运营板块：低空运营的机会除了低空物流、低空救援、低空旅游、低空的士等可以直接按公里数收费的项目外，还包括飞行器航路收费，或者通过飞行器充电时收取电费。所以，能源供应网也是一个比较好的运营板块。

2．低空经济产业推进思路

前文所述关键技术都是单项技术，低空经济产业要进入实际运行，需要建设五大网络和一个平台，并进行示范区建设，对这些技术进行调试和迭代，然后才能扩大到更大的范围。低空经济产业的推进思路可以归纳为如图6所示。

（1）低空通信网

低空通信目前没有统一的标准，各个无人机、载人飞行器厂商采用不同的通信频点和通信方式，这些通信方式也不能直接接入4G/5G公网，实现无障碍的人机通信；目前已建成的4G基站对空中的辐射距离只有300m左右，5G-A基站也只有几百米最多1km。所以，目前的4G/5G网不能直接用来提供地面与飞行器之间的通信。此外，在4G未覆盖的山区或偏远地区，需要采用太阳能供电，目前的4G/5G基站由于耗电过大，也不能直接使用，需要低功耗的通信技术。所以，对于低空应用，通信网络需要重建。

（2）低空高精度导航网

想象未来的空中将是航道密布如云，各航道的划分将会按水平方向和垂直方向的一定距离分隔开，不同种类的飞行器必须按规定的航道飞行。要做到这一点，需要依靠极高精度的卫星导航。

而目前北斗卫星定位大众应用在X/Y方向的误差是5～10m，Z方向高程误差20～50m，地面的高精度网只适合近地面应用。全国已建成的北斗差分网（CORS站）可以为离地面300m之内的飞行器提供高精度的导航，误差接近0.1m，但差分信息无法提供给更高高度的飞行器。所以，低空高精度导航网需要重建，需要建设一套能够提供误差小于0.5m的低空高精度定位导航网。

（3）低空感知网

目前的低空经济示范区只有零星的雷达用于测试是否能探测到无人机的飞行，这对未来大规模推广低空经济的应用远远不够。由于任何感知设备都有有限的作用距离，如果要面对整个天空的飞行器，必须建立一个感知网。

此外，虽然雷达可以探测到飞行器的飞行，但不能识别该飞行器属于哪家公司、哪个个体，所以，未来的飞行器将会像地面车辆一样安装ID识别芯片，并与雷达、通信、导航相结合，可以识别出黑飞的飞行器，以及监管飞行器是否在一定的航道或空域中飞行（图7）。

（4）能源供应网

飞行器由于航程有限，每隔一段距离就需要加油或充电，而目前面向汽车的加油或充电站是不可以使用的，这一网络需要重建。

面向电动飞行器来说，还有一个特点是其充电必须能自动充，这就需要高效的无线充电技术。如果在野外，还需要将此技术与太阳能、微风发电及储能相结合，才能满足要求。

（5）安全保障网

安全问题是目前低空开放最关键的问题之一，如何监测飞行器是否携带危险品、飞行器会不会在人群上空坠落等都需要技术来防范。对于恶意的飞行器需要及时拦截或摧毁，这需要雷达、导航监控、微波动向能或激光炮等技术来实施，并且需要建立一个覆盖全部低空空域的新网络。

（6）“人工智能+大数据”大平台

在数字化时代，大数据与人工智能技术正逐渐渗透到低空经济的各个领域，成为推动低空经济智能化发展的“智慧大脑”。基于海量低空飞行数据的挖掘分析，大数据与人工智能技术能够实现飞行计划智能优化、设备故障提前预测、目标智能识别等功能，极大地提升低空经济的运营智能化水平。

随着低空空域的逐步开放和飞行器的日益增多，空域管理的复杂性也日益凸显。现有的空管体系已难以应对未来低空环境的复杂性。因此，构建一套专为低空飞行设计的独特的“人工智能+大数据”的空管系统显得尤为迫切。5G-A、卫星互联网、北斗导航以及ADS-B等前沿技术，将为低空通信、导航和监视提供强有力的支撑。通过数字化空域，信息处理系统将大幅提升空管的实时性和响应能力，为自主化的容量与流量管理提供坚实基础。而低空智联网的构建，则有望建立起一个功能完备、性能卓越的低空监视网络，成为未来不可或缺的重要基础设施。

四、结语

本文比较详细地论述了低空经济包含的一系列关键技术，以及如何通过这些关键技术构建支撑低空经济运行的五网络一平台，结合面向应用场景的示范区的建设，低空经济的产业就可以从这一路线图展开。在示范区中，通过验证和调试，以及迭代技术，各方面的技术和运营平台都稳固后，就可以扩展到更大的区域，直至全国的低空经济产业就可以开展了。

当然，低空经济的真正腾飞，还需要国家一系列法律法规的完善和支撑，比如飞行资质的获得，飞行航路、禁飞区的划分，以及如何甄别和禁止黑飞等，都需要国家的法律法规来进一步规范。可以期望，随着低空经济一系列关键技术的日益成熟，以及法律法规的完善，低空经济迎来巨大的产业规模指日可待。

来源：卫星应用微信公众号