打造北斗低空綜合應(yīng)用“湖南樣板”

蔣忠明 曾韜

【摘要】北斗低空綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目由省國(guó)防科技工業(yè)局技術(shù)開發(fā)中心擔(dān)任總承單位。項(xiàng)目總投資1.5億元，結(jié)合低空綜合管控需要，改造升級(jí)湖南低空綜合服務(wù)平臺(tái)，實(shí)施通航應(yīng)急救援、無人機(jī)物流試點(diǎn)及應(yīng)用、林業(yè)空地一體化服務(wù)、無人機(jī)數(shù)字農(nóng)業(yè)服務(wù)4大場(chǎng)景“北斗+低空產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用”。

【關(guān)鍵詞】北斗低空∣低空空域∣綜合應(yīng)用

湖南省作為全國(guó)首個(gè)全域低空空域管理改革試點(diǎn)拓展省份，深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于傳承好、弘揚(yáng)好“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時(shí)代北斗精神的重要指示，高水平完成由中央軍委裝備發(fā)展部和湖南省人民政府聯(lián)合批復(fù)立項(xiàng)的北斗低空綜合應(yīng)用示范工程項(xiàng)目，打造北斗低空綜合應(yīng)用示范“湖南樣板”，建成全國(guó)第一個(gè)覆蓋全省的低空空域監(jiān)視通信網(wǎng)，進(jìn)一步為全域低空空域管理改革試點(diǎn)夯實(shí)基礎(chǔ)，成為推動(dòng)北斗通航應(yīng)用、加強(qiáng)低空空域安全管理、帶動(dòng)北斗低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的排頭兵。

一、建設(shè)成效

北斗低空綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目2021年10月立項(xiàng)，項(xiàng)目組織保障有力、實(shí)施進(jìn)展順利、資金到位及時(shí)、管理規(guī)范有序，已全面完成改造升級(jí)湖南省低空綜合管理服務(wù)平臺(tái)，實(shí)施通航應(yīng)急救援、無人機(jī)物流、無人機(jī)數(shù)字農(nóng)業(yè)、林業(yè)空地一體化4大低空產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用，安裝部署9028套北斗三號(hào)終端，制定5項(xiàng)等低空產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)規(guī)范建設(shè)任務(wù)，有力支撐湖南低空空域管理改革試點(diǎn)任務(wù)高質(zhì)量完成，建成全國(guó)第一個(gè)覆蓋全省的低空空域監(jiān)視網(wǎng)，在低空空域管控、服務(wù)、應(yīng)用等領(lǐng)域取得了明顯示范成效。

（一）創(chuàng)建北斗應(yīng)用新模式——北斗+低空管控

一是打造低空監(jiān)視網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)湖南低空監(jiān)視全覆蓋。通過融合北斗三號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)、4G/5G通信、ADS-B技術(shù)，在航空器上安裝北斗終端，建設(shè)71個(gè)地面監(jiān)視站，建成全國(guó)首個(gè)全省域的低空監(jiān)視通信網(wǎng)絡(luò)，覆蓋面積達(dá)21.18萬平方公里，解決了低空飛行器“看不見、叫不到、聯(lián)不上、管不住”問題，達(dá)成對(duì)通航飛行活動(dòng)實(shí)施全面有效監(jiān)控管理。二是北斗賦能通航地面保障，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)人車物智慧管理。通過北斗高精度車載終端和北斗便攜式人員定位終端，無縫融合處理高精度地圖、軌跡數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)，向機(jī)場(chǎng)提供控制區(qū)人車物實(shí)時(shí)位置追蹤、場(chǎng)面監(jiān)視、運(yùn)行告警、跑道防侵入等功能，對(duì)通航機(jī)場(chǎng)的人、車、物進(jìn)行智慧化管理；三是北斗賦能通航應(yīng)急救援，實(shí)現(xiàn)“一張圖”可視化指揮。結(jié)合北斗搜救終端、一體式北斗救生衣以及對(duì)通用航空器的監(jiān)視數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)掌握省內(nèi)所有通航應(yīng)急救援力量，實(shí)時(shí)監(jiān)控任務(wù)執(zhí)行情況，打破應(yīng)急管理點(diǎn)位、人員、裝備等各種信息壁壘，建成通用航空救援力量信息同步、指揮通暢的通航應(yīng)急救援指揮平臺(tái)。自系統(tǒng)建設(shè)以來，多次提供現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情重要情報(bào)，與各地市應(yīng)急管理局聯(lián)動(dòng)，制定“空中支援+地面救援”的應(yīng)急方案，持續(xù)為飛行機(jī)組和地面應(yīng)急救援力量提供高效的信息傳遞服務(wù)；四是搭建管服合一系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)“有序飛”。緊密圍繞輕小型無人機(jī)監(jiān)控難、取證難、查處慢等實(shí)際難題，實(shí)現(xiàn)了省內(nèi)無人機(jī)管服合一，既滿足有效管控要求，又為各類無人機(jī)用戶提供便捷的飛行申請(qǐng)渠道，確保有序飛行。

（二）催生北斗應(yīng)用新業(yè)態(tài)——北斗+低空服務(wù)

一是建設(shè)低空綜合服務(wù)平臺(tái)，打通低空信息孤島。首次打通各低空相關(guān)行業(yè)信息孤島，具體包括升級(jí)改造湖南省低空綜合服務(wù)平臺(tái)，打造湖南省北斗信息與低空空域信息融合底座，將全省北斗時(shí)空信息、低空監(jiān)視管理信息、通航地面保障信息、應(yīng)急救援資源信息、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、物流等多行業(yè)無人機(jī)數(shù)據(jù)信息資源整合，同時(shí)通過集成大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理分析，為各業(yè)務(wù)應(yīng)用提供高效基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)；二是升級(jí)長(zhǎng)沙飛行服務(wù)站，實(shí)現(xiàn)通航“享飛就飛”。建成全國(guó)首個(gè)可服務(wù)全省的A類飛行服務(wù)站，前端面向通航用戶，提供全方位服務(wù)；后端聯(lián)通軍民航空管部門，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、信息共享和協(xié)同運(yùn)行。通航飛行從空域?qū)徟?、?jì)劃申報(bào)到放行等各環(huán)節(jié)“一窗受理、一網(wǎng)通辦”。截至2023年10月，長(zhǎng)沙飛行服務(wù)站已與100家通航用戶簽訂服務(wù)保障協(xié)議，共處理飛行計(jì)劃10000余條，安全保障93000余架次，服務(wù)總時(shí)長(zhǎng)27000余小時(shí)，飛行架次同比增長(zhǎng)12倍、飛行總時(shí)長(zhǎng)同比增長(zhǎng)14倍；三是構(gòu)建“北斗+無人機(jī)”培訓(xùn)體系，助力鄉(xiāng)村振興。聯(lián)合湖南省高職學(xué)校和專業(yè)群，成立精飛無人機(jī)學(xué)院，構(gòu)建“北斗+無人機(jī)”復(fù)合型人才培育體系，通過“技能培訓(xùn)-就業(yè)創(chuàng)業(yè)-合作運(yùn)營(yíng)-聚集-帶動(dòng)致富”一整套運(yùn)營(yíng)模式，為鄉(xiāng)村振興、共同致富提供有力人才支撐。先后承辦全國(guó)專業(yè)農(nóng)機(jī)手、湖南省14個(gè)區(qū)縣退役軍人、高素質(zhì)農(nóng)民、職業(yè)飛手等專項(xiàng)培訓(xùn)100余個(gè)班次，培訓(xùn)合格學(xué)員10000余名，為湖南各縣市農(nóng)林植保行業(yè)輸送了大量人才。目前，“北斗+無人機(jī)”數(shù)字農(nóng)業(yè)作為課程已納入省農(nóng)業(yè)廳培訓(xùn)方案，“北斗+無人機(jī)”數(shù)字農(nóng)業(yè)復(fù)合型人才專項(xiàng)培訓(xùn)已納入省高素質(zhì)農(nóng)民培訓(xùn)計(jì)劃。

（三）推廣北斗應(yīng)用新技術(shù)——北斗+低空技術(shù)

湖南省在“北斗+低空”應(yīng)用探索中，攻堅(jiān)克難，自主創(chuàng)新，突破多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)難題，形成12個(gè)全國(guó)第一的改革成果，構(gòu)建以北斗為核心的通航GNSS技術(shù)應(yīng)用體系，建設(shè)以北斗定位、導(dǎo)航、授時(shí)、短報(bào)文通信技術(shù)為核心的新一代空中航行系統(tǒng)。項(xiàng)目利用北斗系統(tǒng)提供的精確導(dǎo)航、定位和授時(shí)功能，結(jié)合電子地圖和其他導(dǎo)航設(shè)施，融合北斗短報(bào)文位置報(bào)告或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)功能，所有北斗終端的技術(shù)指標(biāo)全部達(dá)到合同要求，如北斗搜救終端RNSS指標(biāo)精度達(dá)到米級(jí)要求。

（四）拓展北斗應(yīng)用新產(chǎn)業(yè)——北斗+低空產(chǎn)業(yè)鏈

一是北斗賦能無人機(jī)物流，建成16條無人機(jī)物流航線。建設(shè)無人機(jī)物流配送網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)無人機(jī)物流綜合管理平臺(tái)，結(jié)合試點(diǎn)區(qū)域交通、空域、地形等實(shí)際，劃設(shè)16條航線，在無人機(jī)山區(qū)物流、無人機(jī)城市物流、無人機(jī)醫(yī)療物流、無人機(jī)郵政運(yùn)輸、無人機(jī)快遞運(yùn)輸進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用等5大場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)空域申報(bào)、物流計(jì)劃制定、無人機(jī)和貨物狀態(tài)監(jiān)視、緊急情況報(bào)警等功能，提升物流網(wǎng)點(diǎn)與終端之間的流轉(zhuǎn)效率，實(shí)現(xiàn)物流飛行保障的數(shù)字化、智慧化，填補(bǔ)湖南無人機(jī)物流應(yīng)用的空白。二是北斗賦能智慧農(nóng)業(yè)，打造無人機(jī)數(shù)字農(nóng)業(yè)生態(tài)圈；構(gòu)建無人機(jī)數(shù)字農(nóng)業(yè)綜合應(yīng)用和公共服務(wù)平臺(tái)，集農(nóng)機(jī)、農(nóng)技、農(nóng)資、農(nóng)業(yè)服務(wù)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)、農(nóng)民培訓(xùn)于一體，與傳統(tǒng)電商、物流、金融平臺(tái)融合，功能業(yè)務(wù)疊加、數(shù)據(jù)互通共享，深度融合一、二、三產(chǎn)業(yè)，從而構(gòu)建全新的數(shù)字農(nóng)業(yè)服務(wù)體系、產(chǎn)業(yè)模式和生態(tài)體系。平臺(tái)應(yīng)用示范以來，已完成接入無人機(jī)2000余臺(tái)（套），納入服務(wù)組織2000余個(gè)，服務(wù)對(duì)象10萬余人，監(jiān)測(cè)作業(yè)面積800余萬畝，正在打造株洲、婁底示范樣板，并在全省推廣復(fù)制、輻射外延；三是北斗賦能智慧林業(yè)，首創(chuàng)森林防火、監(jiān)測(cè)、防控?cái)?shù)據(jù)化應(yīng)用模式。全國(guó)首創(chuàng)林業(yè)數(shù)據(jù)“一次采集，多方多用”，建設(shè)北斗林業(yè)空地一體化綜合服務(wù)系統(tǒng)，無人機(jī)搭載北斗終端，實(shí)現(xiàn)森林防滅火管理、野生動(dòng)植物監(jiān)測(cè)保護(hù)、林業(yè)有害生物防控管理等資源數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)管理有機(jī)結(jié)合，形成統(tǒng)一的林業(yè)全領(lǐng)域時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫，從而打破林業(yè)各部門“信息孤島”；全國(guó)首創(chuàng)“短報(bào)文+森林”防火，借助北斗短報(bào)文的通信服務(wù)和定位功能，實(shí)現(xiàn)火源、火場(chǎng)的快速定位，火點(diǎn)氣象數(shù)據(jù)、衛(wèi)星監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取，精準(zhǔn)模擬火災(zāi)發(fā)展模型，顯著提高管理部門的火情響應(yīng)能力和應(yīng)急決策能力；全國(guó)首創(chuàng)林業(yè)有害生物天敵定位追蹤終端，無人機(jī)裝載北斗終端投放有害生物天敵，實(shí)現(xiàn)有害生物天敵分布的數(shù)字化管理，動(dòng)態(tài)掌握無人機(jī)拋投的生物天敵保護(hù)艙位置和移動(dòng)軌跡，從而實(shí)現(xiàn)生物防治效果可視化、可追溯等效果。

二、創(chuàng)新實(shí)踐

湖南省委書記沈曉明多次指示，要求抓好低空改革成果，鞏固通航產(chǎn)業(yè)發(fā)展。湖南省委副書記、省長(zhǎng)毛偉明強(qiáng)調(diào)，要打造低空空域改革的“湖南樣板”。在省委、省政府高度重視和堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，北斗低空綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目主管單位、各分承單位、研發(fā)和建設(shè)一線工作人員協(xié)同作戰(zhàn)、踔厲奮發(fā)，堅(jiān)持在思想上傳承好新時(shí)代北斗精神、在項(xiàng)目實(shí)施中弘揚(yáng)好新時(shí)代北斗精神，形成可復(fù)制、可推廣的湖南經(jīng)驗(yàn)。

（一）彰顯萬眾一心，勇?lián)痉俄?xiàng)目

北斗低空綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目由湖南省國(guó)防科技工業(yè)局技術(shù)開發(fā)中心擔(dān)任總承單位。項(xiàng)目總投資1.5億元，結(jié)合低空綜合管控需要，改造升級(jí)湖南省低空綜合服務(wù)平臺(tái)，實(shí)施通航應(yīng)急救援、無人機(jī)物流試點(diǎn)及應(yīng)用、林業(yè)空地一體化服務(wù)、無人機(jī)數(shù)字農(nóng)業(yè)服務(wù)等4大場(chǎng)景“北斗+低空產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用”。一是通航領(lǐng)域試點(diǎn)示范。建設(shè)湖南省低空綜合服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全省全域低空監(jiān)視全覆蓋、通航地面保障、通航應(yīng)急救援、無人機(jī)管控等功能。二是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域試點(diǎn)示范。研發(fā)建設(shè)無人機(jī)數(shù)字農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)集農(nóng)機(jī)、農(nóng)技、農(nóng)資、農(nóng)業(yè)服務(wù)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)、農(nóng)民培訓(xùn)于一體，打通廠家、批發(fā)商、零售商與用戶的農(nóng)資供需信息渠道；三是林業(yè)領(lǐng)域試點(diǎn)示范；研發(fā)建設(shè)北斗林業(yè)空地一體化綜合服務(wù)平臺(tái)，將森林防滅火管理、林業(yè)有害生物防控管理、野生動(dòng)植物監(jiān)測(cè)保護(hù)等資源數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)管理有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)多行業(yè)利用。

（二）立足自主創(chuàng)新，拓展應(yīng)用場(chǎng)景

一是實(shí)現(xiàn)自主可控。立足于低空空域管理改革試點(diǎn)示范的國(guó)家定位，充分發(fā)揮湖南雄厚的裝備制造業(yè)優(yōu)勢(shì)和特殊的地緣位置，以自主可控為目標(biāo)，構(gòu)建以北斗為核心的通航GNSS技術(shù)應(yīng)用體系，打造貫穿整個(gè)北斗通航產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)體系，推動(dòng)以北斗定位、導(dǎo)航、授時(shí)、短報(bào)文通信技術(shù)為核心的新一代空中航行系統(tǒng)；二是擴(kuò)展服務(wù)范疇。利用北斗系統(tǒng)提供的精確導(dǎo)航、定位和授時(shí)服務(wù)功能，結(jié)合電子地圖和其他導(dǎo)航設(shè)施，實(shí)現(xiàn)航空器起飛、降落、飛行過程及地面各類交通設(shè)施的導(dǎo)航定位和時(shí)間服務(wù)。在北斗系統(tǒng)提供的基本導(dǎo)航、定位和授時(shí)服務(wù)功能的基礎(chǔ)上，融合北斗短報(bào)文位置報(bào)告或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)航空器、機(jī)場(chǎng)設(shè)施、地面車輛等交通工具的位置監(jiān)視、指揮、調(diào)度、應(yīng)急救援和航跡追蹤管理；三是打造示范標(biāo)桿。秉承新時(shí)代北斗精神，北斗人與通航人萬眾一心、奮勇向前，為北斗在湖南通航領(lǐng)域的應(yīng)用貢獻(xiàn)自己的力量，共同譜寫“北斗通航湖南大會(huì)戰(zhàn)”的火熱詩篇，為北斗在全國(guó)通航的應(yīng)用打造示范標(biāo)桿。

（三）落實(shí)開放融合，打破國(guó)際壁壘

一是全面促進(jìn)融合。堅(jiān)持“開放、兼容”的發(fā)展原則，奮力打造北斗與國(guó)際衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)融合的市場(chǎng)環(huán)境，促使北斗導(dǎo)航相關(guān)芯片、終端類產(chǎn)品全面支持GPS、GLONASS、GALILIO等國(guó)際衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，為國(guó)際化推廣奠定基礎(chǔ)。二是對(duì)標(biāo)國(guó)際水平。進(jìn)一步應(yīng)用差分技術(shù)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)星基增強(qiáng)服務(wù)功能，滿足國(guó)際民航組織（ICAO）對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)的需求。對(duì)標(biāo)國(guó)際水平，提升北斗導(dǎo)航精度和完好性。三是試行標(biāo)準(zhǔn)制定。針對(duì)通用航空具有飛行高度低、飛行器小、飛行速度慢的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的性能要求相對(duì)較低，且具備自主可控優(yōu)勢(shì)，可規(guī)避國(guó)際民航標(biāo)準(zhǔn)壁壘。因此，可先試先行，在通航領(lǐng)域開展機(jī)載終端設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，建立北斗通航標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)田，進(jìn)而為北斗民航國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用示范提供支撐和運(yùn)行依據(jù)。

（四）堅(jiān)持追求卓越，助推低空產(chǎn)業(yè)

堅(jiān)持精益求精、嚴(yán)慎細(xì)實(shí)、力求極致的追求，讓“要做就做最好”的決心刻進(jìn)每個(gè)“北斗人”“通航人”的骨子里。一是不斷升級(jí)創(chuàng)新。著眼于北斗通航領(lǐng)域典型融合應(yīng)用場(chǎng)景和全球短報(bào)文、國(guó)際搜救、星基增強(qiáng)等特色功能，孵化一批體現(xiàn)北斗特色功能、與通航市場(chǎng)需求吻合度高、投入產(chǎn)出比高、適合批量化生產(chǎn)的芯片、模組、終端等基礎(chǔ)產(chǎn)品，不斷對(duì)通航基礎(chǔ)產(chǎn)品開展產(chǎn)品升級(jí)和融合創(chuàng)新；二是推動(dòng)互相賦能。積極開展北斗與新興技術(shù)互相賦能的融合技術(shù)研究，不斷推進(jìn)北斗技術(shù)與5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、人工智能等技術(shù)的融合應(yīng)用，運(yùn)用“北斗+”思維，充分發(fā)揮北斗高精度、高可靠、高安全的新一代信息時(shí)空技術(shù)體系優(yōu)勢(shì)，持續(xù)推進(jìn)通航領(lǐng)域的高安全、高智能、高效益發(fā)展，推進(jìn)高水平科技自立自強(qiáng)；三是壯大產(chǎn)業(yè)鏈條。積極探索北斗在低空產(chǎn)業(yè)鏈上的應(yīng)用，包括無人機(jī)物流、通航應(yīng)急救援、林業(yè)空地一體化應(yīng)用、無人機(jī)數(shù)字農(nóng)業(yè)等方面，不斷壯大低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈條，開辟“北斗+低空開放”應(yīng)用新空間，促進(jìn)北斗產(chǎn)業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)程度。

項(xiàng)目總承單位介紹：湖南省國(guó)防科技工業(yè)局技術(shù)開發(fā)中心是1983年經(jīng)湖南省省政府批準(zhǔn)設(shè)立的公益二類事業(yè)單位，是湖南省委軍民融合辦直屬機(jī)構(gòu)。業(yè)務(wù)范圍涵蓋軍民兩用產(chǎn)品研發(fā)、軍民融合技術(shù)成果推廣、軍工資質(zhì)認(rèn)證咨詢和專利代理服務(wù)等。具有國(guó)防專利代理、咨詢服務(wù)甲級(jí)和涉密技術(shù)合同認(rèn)定登記3個(gè)資質(zhì)。成立至今累計(jì)組織申報(bào)專利1200余件，審計(jì)軍工項(xiàng)目55個(gè)，完成工程審價(jià)項(xiàng)目117個(gè)，開展軍工資質(zhì)認(rèn)證咨詢服務(wù)107個(gè)，承接各類項(xiàng)目評(píng)審會(huì)議16次，完成國(guó)家國(guó)防知識(shí)產(chǎn)權(quán)試點(diǎn)和軍工審計(jì)課題研究4個(gè)，是省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用示范工程一、二期總承單位。曾獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)4項(xiàng)、軍隊(duì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)6項(xiàng)，為國(guó)防和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)。

（作者單位：湖南省國(guó)防科技工業(yè)局技術(shù)開發(fā)中心）