打造北斗低空综合应用“湖南样板”

蒋忠明 曾韬

【摘要】北斗低空综合应用示范項目由省国防科技工业局技术开发中心担任总承单位。项目总投资1.5亿元，结合低空综合管控需要，改造升级湖南低空综合服务平台，实施通航应急救援、无人机物流试点及应用、林业空地一体化服务、无人机数字农业服务4大场景“北斗+低空产业链应用”。

【关键词】北斗低空∣低空空域∣综合应用

湖南省作为全国首个全域低空空域管理改革试点拓展省份，深入贯彻习近平总书记关于传承好、弘扬好“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神的重要指示，高水平完成由中央军委装备发展部和湖南省人民政府联合批复立项的北斗低空综合应用示范工程项目，打造北斗低空综合应用示范“湖南样板”，建成全国第一个覆盖全省的低空空域监视通信网，进一步为全域低空空域管理改革试点夯实基础，成为推动北斗通航应用、加强低空空域安全管理、带动北斗低空经济发展的排头兵。

一、建设成效

北斗低空综合应用示范项目2021年10月立项，项目组织保障有力、实施进展顺利、资金到位及时、管理规范有序，已全面完成改造升级湖南省低空综合管理服务平台，实施通航应急救援、无人机物流、无人机数字农业、林业空地一体化4大低空产业链应用，安装部署9028套北斗三号终端，制定5项等低空产业领域技术规范建设任务，有力支撑湖南低空空域管理改革试点任务高质量完成，建成全国第一个覆盖全省的低空空域监视网，在低空空域管控、服务、应用等领域取得了明显示范成效。

（一）创建北斗应用新模式——北斗+低空管控

一是打造低空监视网，实现湖南低空监视全覆盖。通过融合北斗三号导航系统、4G/5G通信、ADS-B技术，在航空器上安装北斗终端，建设71个地面监视站，建成全国首个全省域的低空监视通信网络，覆盖面积达21.18万平方公里，解决了低空飞行器“看不见、叫不到、联不上、管不住”问题，达成对通航飞行活动实施全面有效监控管理。二是北斗赋能通航地面保障，实现机场人车物智慧管理。通过北斗高精度车载终端和北斗便携式人员定位终端，无缝融合处理高精度地图、轨迹数据、运行数据，向机场提供控制区人车物实时位置追踪、场面监视、运行告警、跑道防侵入等功能，对通航机场的人、车、物进行智慧化管理；三是北斗赋能通航应急救援，实现“一张图”可视化指挥。结合北斗搜救终端、一体式北斗救生衣以及对通用航空器的监视数据，动态掌握省内所有通航应急救援力量，实时监控任务执行情况，打破应急管理点位、人员、装备等各种信息壁垒，建成通用航空救援力量信息同步、指挥通畅的通航应急救援指挥平台。自系统建设以来，多次提供现场灾情重要情报，与各地市应急管理局联动，制定“空中支援+地面救援”的应急方案，持续为飞行机组和地面应急救援力量提供高效的信息传递服务；四是搭建管服合一系统，实现无人机“有序飞”。紧密围绕轻小型无人机监控难、取证难、查处慢等实际难题，实现了省内无人机管服合一，既满足有效管控要求，又为各类无人机用户提供便捷的飞行申请渠道，确保有序飞行。

（二）催生北斗应用新业态——北斗+低空服务

一是建设低空综合服务平台，打通低空信息孤岛。首次打通各低空相关行业信息孤岛，具体包括升级改造湖南省低空综合服务平台，打造湖南省北斗信息与低空空域信息融合底座，将全省北斗时空信息、低空监视管理信息、通航地面保障信息、应急救援资源信息、农业、林业、物流等多行业无人机数据信息资源整合，同时通过集成大数据平台，实现标准化数据采集、数据存储和处理分析，为各业务应用提供高效基础数据服务；二是升级长沙飞行服务站，实现通航“享飞就飞”。建成全国首个可服务全省的A类飞行服务站，前端面向通航用户，提供全方位服务；后端联通军民航空管部门，进行数据交互、信息共享和协同运行。通航飞行从空域审批、计划申报到放行等各环节“一窗受理、一网通办”。截至2023年10月，长沙飞行服务站已与100家通航用户签订服务保障协议，共处理飞行计划10000余条，安全保障93000余架次，服务总时长27000余小时，飞行架次同比增长12倍、飞行总时长同比增长14倍；三是构建“北斗+无人机”培训体系，助力乡村振兴。联合湖南省高职学校和专业群，成立精飞无人机学院，构建“北斗+无人机”复合型人才培育体系，通过“技能培训-就业创业-合作运营-聚集-带动致富”一整套运营模式，为乡村振兴、共同致富提供有力人才支撑。先后承办全国专业农机手、湖南省14个区县退役军人、高素质农民、职业飞手等专项培训100余个班次，培训合格学员10000余名，为湖南各县市农林植保行业输送了大量人才。目前，“北斗+无人机”数字农业作为课程已纳入省农业厅培训方案，“北斗+无人机”数字农业复合型人才专项培训已纳入省高素质农民培训计划。

（三）推广北斗应用新技术——北斗+低空技术

湖南省在“北斗+低空”应用探索中，攻坚克难，自主创新，突破多项关键核心技术难题，形成12个全国第一的改革成果，构建以北斗为核心的通航GNSS技术应用体系，建设以北斗定位、导航、授时、短报文通信技术为核心的新一代空中航行系统。项目利用北斗系统提供的精确导航、定位和授时功能，结合电子地图和其他导航设施，融合北斗短报文位置报告或移动通信网络、互联网功能，所有北斗终端的技术指标全部达到合同要求，如北斗搜救终端RNSS指标精度达到米级要求。

（四）拓展北斗应用新产业——北斗+低空产业链

一是北斗赋能无人机物流，建成16条无人机物流航线。建设无人机物流配送网络，开发无人机物流综合管理平台，结合试点区域交通、空域、地形等实际，划设16条航线，在无人机山区物流、无人机城市物流、无人机医疗物流、无人机邮政运输、无人机快递运输进行试点应用等5大场景中，实现空域申报、物流计划制定、无人机和货物状态监视、紧急情况报警等功能，提升物流网点与终端之间的流转效率，实现物流飞行保障的数字化、智慧化，填补湖南无人机物流应用的空白。二是北斗赋能智慧农业，打造无人机数字农业生态圈；构建无人机数字农业综合应用和公共服务平台，集农机、农技、农资、农业服务、农业大数据、农民培训于一体，与传统电商、物流、金融平台融合，功能业务叠加、数据互通共享，深度融合一、二、三产业，从而构建全新的数字农业服务体系、产业模式和生态体系。平台应用示范以来，已完成接入无人机2000余台（套），纳入服务组织2000余个，服务对象10万余人，监测作业面积800余万亩，正在打造株洲、娄底示范样板，并在全省推广复制、辐射外延；三是北斗赋能智慧林业，首创森林防火、监测、防控数据化应用模式。全国首创林业数据“一次采集，多方多用”，建设北斗林业空地一体化综合服务系统，无人机搭载北斗终端，实现森林防灭火管理、野生动植物监测保护、林业有害生物防控管理等资源数据与业务管理有机结合，形成统一的林业全领域时空信息数据库，从而打破林业各部门“信息孤岛”；全国首创“短报文+森林”防火，借助北斗短报文的通信服务和定位功能，实现火源、火场的快速定位，火点气象数据、卫星监测数据实时获取，精准模拟火灾发展模型，显著提高管理部门的火情响应能力和应急决策能力；全国首创林业有害生物天敌定位追踪终端，无人机装载北斗终端投放有害生物天敌，实现有害生物天敌分布的数字化管理，动态掌握无人机抛投的生物天敌保护舱位置和移动轨迹，从而实现生物防治效果可视化、可追溯等效果。

二、创新实践

湖南省委书记沈晓明多次指示，要求抓好低空改革成果，巩固通航产业发展。湖南省委副书记、省长毛伟明强调，要打造低空空域改革的“湖南样板”。在省委、省政府高度重视和坚强领导下，北斗低空综合应用示范项目主管单位、各分承单位、研发和建设一线工作人员协同作战、踔厉奋发，坚持在思想上传承好新时代北斗精神、在项目实施中弘扬好新时代北斗精神，形成可复制、可推广的湖南经验。

（一）彰显万众一心，勇担示范项目

北斗低空综合应用示范项目由湖南省国防科技工业局技术开发中心担任总承单位。项目总投资1.5亿元，结合低空综合管控需要，改造升级湖南省低空综合服务平台，实施通航应急救援、无人机物流试点及应用、林业空地一体化服务、无人机数字农业服务等4大场景“北斗+低空产业链应用”。一是通航领域试点示范。建设湖南省低空综合服务平台，实现全省全域低空监视全覆盖、通航地面保障、通航应急救援、无人机管控等功能。二是农业领域试点示范。研发建设无人机数字农业服务平台，实现集农机、农技、农资、农业服务、农业大数据运营、农民培训于一体，打通厂家、批发商、零售商与用户的农资供需信息渠道；三是林业领域试点示范；研发建设北斗林业空地一体化综合服务平台，将森林防灭火管理、林业有害生物防控管理、野生动植物监测保护等资源数据与业务管理有机结合，实现了业务统一管理，数据多行业利用。

（二）立足自主创新，拓展应用场景

一是实现自主可控。立足于低空空域管理改革试点示范的国家定位，充分发挥湖南雄厚的装备制造业优势和特殊的地缘位置，以自主可控为目标，构建以北斗为核心的通航GNSS技术应用体系，打造贯穿整个北斗通航产业链的标准架构体系，推动以北斗定位、导航、授时、短报文通信技术为核心的新一代空中航行系统；二是扩展服务范畴。利用北斗系统提供的精确导航、定位和授时服务功能，结合电子地图和其他导航设施，实现航空器起飞、降落、飞行过程及地面各类交通设施的导航定位和时间服务。在北斗系统提供的基本导航、定位和授时服务功能的基础上，融合北斗短报文位置报告或移动通信网络、互联网功能，实现对航空器、机场设施、地面车辆等交通工具的位置监视、指挥、调度、应急救援和航迹追踪管理；三是打造示范标杆。秉承新时代北斗精神，北斗人与通航人万众一心、奋勇向前，为北斗在湖南通航领域的应用贡献自己的力量，共同谱写“北斗通航湖南大会战”的火热诗篇，为北斗在全国通航的应用打造示范标杆。

（三）落实开放融合，打破国际壁垒

一是全面促进融合。坚持“开放、兼容”的发展原则，奋力打造北斗与国际卫星导航系统融合的市场环境，促使北斗导航相关芯片、终端类产品全面支持GPS、GLONASS、GALILIO等国际卫星导航系统，为国际化推广奠定基础。二是对标国际水平。进一步应用差分技术、监测系统等实现星基增强服务功能，满足国际民航组织（ICAO）对卫星导航服务的需求。对标国际水平，提升北斗导航精度和完好性。三是试行标准制定。针对通用航空具有飞行高度低、飞行器小、飞行速度慢的特点，对系统和设备的性能要求相对较低，且具备自主可控优势，可规避国际民航标准壁垒。因此，可先试先行，在通航领域开展机载终端设备的标准制定工作，建立北斗通航标准试验田，进而为北斗民航国际标准化和应用示范提供支撑和运行依据。

（四）坚持追求卓越，助推低空產业

坚持精益求精、严慎细实、力求极致的追求，让“要做就做最好”的决心刻进每个“北斗人”“通航人”的骨子里。一是不断升级创新。着眼于北斗通航领域典型融合应用场景和全球短报文、国际搜救、星基增强等特色功能，孵化一批体现北斗特色功能、与通航市场需求吻合度高、投入产出比高、适合批量化生产的芯片、模组、终端等基础产品，不断对通航基础产品开展产品升级和融合创新；二是推动互相赋能。积极开展北斗与新兴技术互相赋能的融合技术研究，不断推进北斗技术与5G、大数据、物联网、卫星互联网、云计算、区块链、人工智能等技术的融合应用，运用“北斗+”思维，充分发挥北斗高精度、高可靠、高安全的新一代信息时空技术体系优势，持续推进通航领域的高安全、高智能、高效益发展，推进高水平科技自立自强；三是壮大产业链条。积极探索北斗在低空产业链上的应用，包括无人机物流、通航应急救援、林业空地一体化应用、无人机数字农业等方面，不断壮大低空经济产业链条，开辟“北斗+低空开放”应用新空间，促进北斗产业对经济发展的贡献程度。

项目总承单位介绍：湖南省国防科技工业局技术开发中心是1983年经湖南省省政府批准设立的公益二类事业单位，是湖南省委军民融合办直属机构。业务范围涵盖军民两用产品研发、军民融合技术成果推广、军工资质认证咨询和专利代理服务等。具有国防专利代理、咨询服务甲级和涉密技术合同认定登记3个资质。成立至今累计组织申报专利1200余件，审计军工项目55个，完成工程审价项目117个，开展军工资质认证咨询服务107个，承接各类项目评审会议16次，完成国家国防知识产权试点和军工审计课题研究4个，是省北斗卫星导航应用示范工程一、二期总承单位。曾获得国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步奖4项、军队科技进步奖6项，为国防和地方经济建设做出了重大贡献。

（作者单位：湖南省国防科技工业局技术开发中心）