本文目录
1、低空市场前景广阔,央地加快部署落地
2、eVTOL和无人机未来或是低空经济的“主角”
3、产业链企业争先布局,各显身手
4、“低空+”场景应用广,物流配送有望率先商业化
5、低空硬基建投资规模近千亿元/年,软基建220亿元/年
6、低空飞行商业化当前有哪些阻碍
1、低空市场前景广阔,央地加快部署落地
1.1 低空经济:以航空器为主、低空活动为牵引,多产业融合的新经济形态
低空经济是指在垂直高度1000米以下、根据实际需要延伸至不超过3000米的低空空域范围内,以无人机、直升机、电动垂直起降飞行器(eVTOL)、热气球等垂直起降型飞机和无人驾驶航空器为载体,以载人、载货及其他作业等多场景低空飞行活动为牵引,带动相关领域融合发展的综合性经济业态。
低空经济作为新兴领域,产业链辐射带动作用较强,涉及高端制造、新能源、新材料等多个领域,不仅包括传统通用航空业态,还融合了以无人机为支撑的低空生产服务方式,通过信息化、数字化管理技术赋能,与更多经济社会活动相融合,形成了一种综合经济形态。
1.2 低空经济:有助于经济结构的转型升级,政策全方位推进支持
低空经济作为战略性新质生产力的重要代表,具有高科技含量及产业引领作用等鲜明特点,不仅是交通模式的重大革新,更有助于推动经济结构的转型升级,有望成为中国经济增长的新引擎。根据《国家立体交通网络规划纲要》预测,到2035年中国低空经济产业的市场规模有望突破6万亿元。
早在2010年,我国就开展了一系列关于低空经济政策文件的探索,但受限于技术水平,发展较为缓慢。2021年中共中央、国务院印发的《国家综合立体交通网规划纲要》首次将“低空经济”写入国家规划;2023年低空经济被提升至战略性新兴产业;2024年全国两会将“低空经济”首次写入政府工作报告;2025年政府工作报告提出“推动商业航天、低空经济等新兴产业安全健康发展。”
1.3 国家空域管理试点有序推进,未来试点范围有望进一步扩大
国际民用航空组织(ICAO)将航空运营划分为军用航空、商用航空和通用航空,一般所说的低空常指通用航空。美国对于空域的划分类似于一个“倒立的蛋糕”。从图中可以看出,低空范围包括B、C、D 和 E类空域,即 18,000英尺(5,500米)以下的全部管制空域。通常情况下,美国通用航空业航线飞行的一般高度为 6,000 到 12,000 英尺(1,800到3,700米)。2023年,中国交通管理委员会办公室发布《中华人民共和国空域管理条例(征求意见稿)》(以下简称《条例》)将中国空域分为两级七类,管制空域(A、B、C、D、E类)和非管制空域(G、W类)。其中,低空范围包括3,000米以下的E、G、W类(美国5,500米)。美国对B、C 和 D类空域的界定主要以某一主要机场为中心,从地表标高延伸到某一指定高度,并且划分时很大程度上依据的是相应机场中飞行量的繁忙程度相较于美国,中国主要以飞行器的类型、飞行速度以及高度对空域进行划分管制。
空域管理的改革进程直接影响着低空经济的繁荣发展。2023年12月国家空管委组织制定了《国家空域基础分类方法》,新增真高300米以下的G类空域和真高120米以下的W类空域,eVTOL、轻小型无人机、通用航空有了合法的低空空域;2024年11月,中央空管委宣布在合肥、杭州、深圳、苏州、成都、重庆六个城市开展eVTOL试点。试点文件对航线和区域都有相关规划,对600米以下空域授权部分地方政府。首批低空经济试点省份及城市在地理位置、自然条件、经济基础、产业支撑和政策环境等方面均具备明显的优势,为低空经济的发展提供了有力的支撑和保障。未来,随着政策的进一步完善和市场的持续增长,这些地区有望在低空经济领域取得更加显著的成果。预计第二批试点城市不久也将公布,国内低空空域利用率有望得到提升。
1.4 低空经济:应用场景丰富,商业化进程不断加快
消费类应用:用于满足休闲娱乐活动需求,具有较高的市场潜力。消费类低空应用以休闲娱乐为导向,通过多样化的飞行活动,形成独特的市场产业链,带动旅游和飞行体验等相关产业的繁荣发展。
作业类应用:提高工作效率和安全性,是重要发展方向。作业类低空应用依托专业技术服务,融合多行业应用需求,构建高效的作业体系,推动农业、工业等多个领域的产业升级。
运输类应用:解决地面交通的局限性,头部物流企业竞相探索。运输类低空应用致力于打破传统交通束缚,通过创新的低空运输方式,构建快速、便捷的空中交通网络,引领未来交通产业的新变革。当前,头部企业纷纷布局空中物流模式,无人机物流配送已初具规模。
应急安全类应用:融合先进技术,提供高效安全保障。应急安全类低空应用通过集成先进技术和装备,打造安全防护产业链,为社会稳定和应急救援提供坚实保障。在应急救援任务中,低空飞行器能够在复杂的地理环境中迅速展开行动,缩短救援响应时间,提高救援效率。
1.5 中国各省市积极出台低空经济发展蓝图,重点围绕基建规划、运营和生产奖补等
2、eVTOL和无人机未来或是低空经济的“主角”
2.1 由于成本相对较低和灵活性,eVTOL和无人机或是未来低空经济主要载体
在整机制造环节,以无人机和eVTOL为代表的新兴飞行器蓬勃发展,与传统的直升机和固定翼飞机共同形成了新旧共存的格局。四种主流低空飞行器各具特点,如图所示。根据中国民航局发布的《民用无人机驾驶员管理规定》,无人机是指由控制站管理(远程操纵或自主飞行)的航空器,主要特征含无人驾驶、远程控、超视距飞行等。eVTOL是指以电力作为飞行动力来源且具备垂直起隆功能的飞行器。直升机是使用旋翼提供升力的航空器类型。固定翼飞机简称定翼机,常被再简称为飞机,是指由动力装置产生前进的推力或拉力,由机身的固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器。它是固定翼航空器的一种,也是最常见的一种,另一种固定翼航空器是滑翔机。飞机按照其使用的发动机类型又可被分为喷气飞机和螺旋桨飞机。现阶段,是以无人机为主要载体,传统通用航空器为补充:而未来,将会以“eVTOL”为主要载体,各类通航设备在不同应用领域协同发展。
2.2 低空飞行器当前主要应用于公共服务、旅游和物流领域
低空飞行器应用场景广泛并随着空域改革不断丰富。目前已经进行商业化探索的应用领域有物流、农业、旅游等。此外,潜在的低空飞行场景还可以按照生产作业类、公共服务类、航空消费类进行细化。现阶段在各类行业应用中,农林植保和电力及工程等各类巡检的应用市场占比较大,同时市场竞争也较为激烈,多数低空经济运营企业聚焦上述应用领域,通过深耕细作来保持市场份额。“十五五”时期,企业将基于特定行业应用场景,以飞行作业作为融入客户业务的切入点,整合碎片化场景需求,建立适配的商业模式,持续迭代差异化产品解决方案。
2.3 直升机可在小面积场地垂直起降,军民两用,但噪音大、成本高
随着民用航空需求的增长,民用直升机机队规模预计将逐年扩大。据航空工业发布的《民用直升机中国市场预测年报(2023-2032)》,国外巨头企业占据了我国民用直升机的绝大部分市场份额,国产民用直升机市场占有率仅5%左右,随着国内在直升机领域的技术突破,中国直升机的制造产业仍有较大发展空间。直升机在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等:直升机在民用方面主要应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。海上油井与基地间的人员及物资运输也是民用的一个重要方面。直升机的缺点主要是噪音大、成本高。直升机上有许多产生噪声的机械结构,除了发动机外,传动装置、旋翼和尾桨等机械结构产生的噪声相当广;直升机运营成本高,传统直升机每次飞行都需要配备专业的飞行机组,地面保障和机务等人力成本相对较高,此外还需要燃油等费用。
2.4 固定翼飞机主要用于客货运输,起降场地要求高,价格昂贵
固定翼飞机,常简称为飞机,是指由动力装置产生前进的推力或拉力,由机身的固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器。
• 固定翼飞机有诸多优点:1)速度快。巡航时速在900千米/小时左右;2)机动性高。飞行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根据客、货源数量随时增加班次;3)安全舒适。和铁路运输并列为最安全的交通运输方式。
• 固定翼飞机的局限性:1)油料价格昂贵。所消耗的油料相对其他交通运输方式都高昂的多;2)易受天气情况影响;3)起降场地有限制。需要有较长的跑道供起降;4)一定的危险性。事故的幸存率很低;5)环境污染。飞行时每消耗1千克燃油就会排放3千克二氧化碳,而且气体直接在大气层排放,对全球暖化的影响比地面排放还要大。
2.5 无人机灵活性高,成本低,市场空间大
无人机根据用途无人机可划分为军用和民用无人机。民用无人机已经成为中国低空经济发展的主力机型,2023年产业规模达到1,174.3亿元,同比增长32%。截至2024年11月,我国累计注册无人机企业424家,备案的无人机产品型号1075款,充分展现行业的创新活力与多元发展。我国消费级无人机行业企业已在全球市场占据领先地位,龙头企业竞争优势日益凸显,大疆常年占据全球消费级无人机市场份额的7到8成。无人驾驶航空器,是指没有机载驾驶员、自备动力系统的航空器,按照空机重量、起飞重量、飞行速度等性能指标划分为:微型、轻型、小型、中型和大型。2023年5月颁布的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》明确了将最大起飞重量25kg以上的中大型无人机纳入适航管理的制度安排;最大起飞重量25kg以下微轻小型无人机不作适航管理要求。
2.6 evtol噪声小、出行高效,随着技术进步成本优势将不断显现
eVTOL全称electricVerticalTake-offandLanding,是一种以电力作为飞行动力来源且具备垂直起降功能的飞行器。按飞行原理分类主要可分为多旋翼构型、复合翼构型、倾转翼构型、倾转涵道型四大类。相比直升机,EVTOL生产和运营成本较低(eVTOL规模化运营后成本将降至0.5-2.5美元/座/英里,约为直升机成本的1/5),且对场地要求低(eVTOL能够在没有跑道的条件下垂直起降)、噪声小(eVTOL的起降噪音约为65db,远低于直升机起降噪音(约120db));相比普通无人机,在低空载人交通、低空物流等场景下,运载能力强。
3、产业链企业争先布局,各显身手
3.1 eVTOL单机价值链条长,覆盖整机、机体材料、机载系统、推进系统、运维等多个部件
以亿航EH-216S机型,eVTOL 整机一般由推进及能源系统、机载系统、航电与飞控系统、机身结构和机体组成,推进系统价值量占比最高。参考德国Lilium公司发布的《 Lilium Analyst Presentation 》报告, eVTOL 单机价值量为 250 万美元,从单机价值量占比来看,各系统占比分布如下:推进系统(40%),主要包含发动机及相关配套传动装置、电池等;结构件与内饰(25%),主要包含机身、机翼等结构件制造与飞行器内饰产品等;航电与飞控系统(20%)主要包含航电系统、飞控系统等;能源系统(10%),主要包含电池组及热管理系统;装配集成(5%):总装流程与测试验证。
3.2 eVTOL整机公司代表性企业一览
当前全球eVTOL领域参与者中,中国与欧美国家展现出积极的布局态势,国内由亿航智能引领的新兴科技企业已逐步成长为城市空中交通eVTOL研发的核心力量,欧美巨头也在加速探索eVTOL领域。在适航取证方面,国内厂商亿航智能已率先取得型号合格证(TC)、标准适航证(AC)及生产许可证(PC),而多数其他企业则仍处于原型机的认证或适航取证的初步阶段。
3.3 eVTOL推进系统及能源系统制造代表性企业一览
eVTOL由于噪声低,对电动化、续航里程要求越来越高,因此推进系统的体积、密度、重量和可靠性也在不断迭代升级。
3.4 eVTOL电池制造代表性企业一览
为了支持较长的飞行距离和有效的载荷能力,电池需要提供高能量密度,并且具备快速充电能力,以减少停机时间,提高运营效率。因此,eVTOL多采用锂电为主的纯电动力电池,成本相对较低。
3.5 eVTOL机身结构与内饰制造代表性企业一览
根据Stratview Research的数据,eVTOL使用的复合材料中,约有75-80%将用于结构部件和推进系统,其次是座椅结构等内部应用,占12-14%。电池系统、航空电子设备和其他小型应用组合起来将占剩余的8-12%。eVTOL中90%以上的复合材料将是碳纤维,其余10%的复合材料以保护膜的形式使用玻璃纤维增强材料。
3.6 eVTOL航电与飞控制造代表性企业一览
航电飞控系统主要不仅控制电机转速,还负责飞机姿态、导航定位的精确调控,是 eVTOL 最核心的部件之一,可解决飞行器的垂直起降、悬停、巡航等。
3.7 2024年至今eVTOL企业融资情况
4、“低空+”场景应用广,物流配送有望率先商业化
4.1 低空+物流配送:短期内商业落地性强,2025年市场规模有望超1200亿元
低空物流,2025年市场规模超1200亿元,2035年市场规模有望突破4500亿元
政策环境:国家空管委启动低空空域管理试点,深圳等地出台政策推动低空经济发展,为无人机配送提供了良好的政策环境。
技术支持:大型无人机的批量化生产和远距离应用为城际物流网络的搭建奠定了技术基础。
物流航线:据中国物流与采购联合会航空物流分会统计,2024年,我国新开低空物流航线超过140条。目前,城市开通低空物流航线主要以末端航线为主,城市内航线占比达到新开航线总量的90%,跨省、市航线仅占10%。北京、上海、深圳、成都等多个城市共开通了20多条快递、外卖运输航线,用于快递末端配送以及运输零售、餐饮、医疗物品等即时消费商品。
市场规模:据2024中国低空物流发展报告,预计到2025年,中国低空物流市场规模将达到1200-1500亿元,到2035年有望突破4500-6050亿元。
4.2 低空+旅游娱乐:中期看市场潜力大,2030年低空文旅市场规模有望突破千亿元
“低空+旅游娱乐”以科技赋能重新定义旅游体验,eVTOL正成为破局关键。随着生活水平的提高,“低空+旅游娱乐”有望成为游客体验的旅游休闲项目,目前低空文旅的主赛道仍以直升机、热气球、跳伞等成熟的低空工具为主,但高成本问题显著制约了消费端的普及。要真正激活低空旅游市场,亟需通过技术革新和规模化应用降低运营成本,eVTOL正成为破局关键。
低空旅游未来发展空间巨大。《2023年通用和小型运输运行概况》显示,2023年通用航空公司中获准经营旅游服务业务的企业占比为26%,较上一年增长6%。据中国民航局数据,2022年国内参与空中游览和航空运动的人数约为48万人次,2023年全国空中游览载客量60万人左右。以亿航为首的eVTOL企业积极在景区体验等场景试点,在广州、合肥、深圳、珠海、无锡、太原、温州等城市率先打造运营示范样板,未来将逐步开展商业化运营,如与西域旅游共同出资设立西域青鸟通航公司,依托天山天池等景区开展低空游览项目;与威海高区签署项目合作协议,打造空中旅游观光体验产品等。
2030年低空文旅市场规模有望突破千亿元。根据《2024低空经济场景白皮书》,2023年全国传统通用航空领域各类应用场景分布中空中游览占比1.82%,跳伞飞行服务占比1.01%,个人娱乐飞行占比0.36%,由此得出低空文旅相关的应用场景占比达3.19%。据中国民航局预测,到2025年,我国低空经济市场规模将达到1.5万亿元,2035年有望达到3.5万亿元。中国低空经济联盟执行理事长罗军提出,大概到2030年,我国低空经济有望突破3万亿元。据此对低空文旅市场规模进行估算,2025年低空旅游娱乐市场有望达到500亿元,2030年有望达到1000亿元,2035年将达到1116.5亿元。
4.3 低空+载人交通:长期看未来空间大,2035年载人eVTOL市场规模有望突破万亿元
“低空+载人交通”是低空经济中的核心产业,未来将成为公共交通的重要部分。“低空+载人交通”通过直升机、无人机和电动垂直起降飞行器(eVTOL),提供短途立体出行,满足高密度城市的短途出行需求,缓解交通拥堵,实现城市空中交(UAM)。2024年2月27日,全球首条跨海跨城eVTOL电动垂直起降航空器“盛世龙”航线的公开首次演示飞行在深圳举行,从深圳蛇口邮轮母港飞至珠海九洲港码头,将单程2.5到3小时的地面车程缩短至20分钟;6月28日,中国首个“低空+轨道”空铁联运项目在深圳北站枢纽东广场正式开航,向市民提供深圳空铁交通一站式接驳服务。未来载人eVTOL有望成为公共交通的重要部分。
飞行汽车作为面向城市空中交通和未来出行的新型交通工具,有望成为“低空+载人交通”的“更优解”。飞行汽车可分为3类:面向大众化低空智能交通的载物或载人eVTOL、eVTOL与汽车可分离的分体式陆空两栖汽车、eVTOL和汽车不分离的一体化陆空两栖汽车。目前广汽集团、长安汽车、亿航智能、沃飞长空等航空和汽车企业都不同程度地参与到飞行汽车的研发探索行列,飞行汽车进入商业落地倒计时。
载人eVTOL飞行器市场规模将突破万亿元。据保时捷咨询测算,到2030年,我国载人eVTOL飞行器年新增需求将突破1.2万台,覆盖城内通勤、城际交通、私人出行、观光旅游、医疗与消防救援、警务安防六大场景;到2035年,需求将进一步增长至4.2万台。预计到2035年,商业化运营营业收入将超过3000亿元,整机销售及上游供应链市场规模达6000亿元以上,其他支持性服务市场规模也将突破3000亿元,形成一个逾万亿元的庞大市场。
5、低空硬基建投资规模近千亿元/年,软基建220亿元/年
5.1 硬基建
5.11 我国通航能力尚处早期,发展潜力大
我国已有通航机场475个,稳步增长。据中国AOPA通用机场研究中心统计,截至2024年底全国在册通用机场数量达到475个,其中取得通用机场使用许可证的机场111个,通过通用机场信息管理系统完成备案的机场(B类通用机场和仅供直升机起降的A类通用机场)364个。2024年全国通用机场数量较2023年同比增长26个,同比增长率5.8%:较2022年同比增长79个,同比增长率19.0%。
对照发达国家通航能力,我国成长空间巨大
一、通航机场和通航飞机数量:
(1)通航机场数量:截止到2023年底,我国通航机场449个,美国1.95万个,是其2.3%,但2023美国机场中25.9%为公共机场,其他为私人机场,按照类似比例测算,美国公共通航机场数量约5045个,我国为美国的8.9%。
(2)通航飞机数量:截止到2023年底,我国2023年通航飞机3303架,美国为20.97万架,我国为美国的1.6%。
二、单位通航机场数量:
(1)每万平方公里拥有的通用机场数量:2023年我国拥有的通用机场数量0.47个/万平方公里我国为美国的2,2%,按照美国公共通航机场口径为8.7%。
(2)每百万人拥有的通用机场数量:测算2023年我国为0.32个/百万人,我国为美国的0.5%按照公共通航机场口径为2.1%。相比之下,我国2023年支线飞机数量是美国2019年数量的11%左右,干线飞机数量是其9成左右。通航飞机数量差距巨大。
5.12 通用机场+起降点/场投资近千亿元/年
低空飞行硬基建每年投资额近1000亿元。起降场包括通航跑道型机场、水上机场、直升机机场、eVTOL起降场、临时起降点、城市无人机起降点,以及无人机机库/机巢起降平台、停机库、中转站、能源站、固定运营基地(FBO)和航材保障平台等。我们测算2024年-2027年起降场硬基建每年投资额910~1020亿元,其中通用机场跑道基建投资800亿元,起降场基建投资110~220亿元。
(1)通用机场投资测算
总投资额和规划设计市场空间测算方面,我们假设:
①2024-2030年将新增1609个通用机场:据《全国通用机场布局规划》,到2030年,我国通用机场将达到2058个,2024-2030年将新增1609个通用机场,含跑道机场、直升机机场以及兼用机场;
②跑道机场(含兼用)和直升机场(含水上机场等)占比按照存量占比计算,按照前值53.434%和45.66%;
③跑道机场按照平均建设总额6亿元测算;直升机场按照平均建设5000万元测算;
④跑道机场规划研究和勘察设计费用率按照5%测算;直升机场因其基数较小,规划研究和勘察设计费用率按照10%测算。根据前述假设条件,我们测算到2030年通用机场建设累计投资总额预计约5613亿元,其中跑道型机场累计建设总额约为5246亿元,直升机机场累计建设总额约为367亿元。按照规设费率计算,年均规设费用总额约为42亿元,其中跑道型机场规设费年均约为37亿元,直升机机场规设费年均约为5亿元。
(2)起降点/场投资测算:
从重点省份、城市起降点规划看
①重庆、深圳两个城市重点规划:2027年规划1500个和2026年规划1200个起降点/场;广东省内支持力度大,广州规划100个起降点/场。
②江苏省规划紧随其后:江苏省各重点城市中苏州/南京/常州/无锡分别规划到2026年建成200/240/200/200个起降点/场。
③湖北省、安徽省、江西省、海南省和山东省纷纷布局,分别规划建成600/500/500/500/400个起降点/场。
起降点每年投资额110~220亿元。参考深圳市规划,2024-2026年低空设施投资额约120亿元,按1200个起降点总量估算单个起降点均价约1000万,考虑到不同区域起降点承载量有差异,我们假设500万~1000万/起降场地;当前部分重点省市已出台低空经济发展规划,加总合计起降点数量6665个,按500~1000万元/起降场地计算合计总投资额约330~660亿元左右,2024-2026平均每年110-220亿元。
5.13 基建相关上市公司梳理
5.2 软基建:
5.2.1 低空空管系统投资最高超220亿元/年
低空空管系统每年产值最高可超220亿元。低空空管系统架构涉及航空器系统、通导监系统、管理服务、运行规范与政策制定以及公共安全保障等多个关键要素,由于低空空域放开时间短,我们根据核心假设推算低空空管系统所对应市场规模,核心假设如下:
(1)全国设市城市城区总面积11.02万平方公里;2024年低空飞行空域面积占比较低,估算仅为0.5%;我们假设2027年全国范围内新增低空飞行面积将达到阶段性高点,新增低空飞行面积占比15%。
(2)根据苏州市公共资源交易平台公布的《太仓市民用无人机试飞基地建设和服务项目的招标公告》,项目预算金额2650万元(其中低空5G智联网能力建设设备部分630万元;低空5G智联网能力建设服务部分450万元;低空服务管理平台950万元;配套设施建设350万元;总体方案研究及其他服务270万元)。根据太仓发布公众号,该试飞基地面积约21平方公里,由此计算每平方公里投资量约126万元。
(3)考虑前期技术更新迭代,后期有技术进步但加上边际成本递减等综合情况,2025-2027年每平方公里投资量每年提升3%,2028-2030年每平方公里投资成本不再增加。
根据上述假设,预计2024年国内低空空管市场规模约6.9亿元,2027年低空空管市场规模将增长至228亿元。往后每年增速放缓,低空空域建设成本维持稳态,营业成本上升。
5.2.2 低空系统核心解决“看得见、呼得着、管得住”问题
通导监系统是“看得见、呼得着”核心技术保障。低空飞行中的“看得见、呼得着“由通导监系统完成,是低空飞行的核心技术保障,强调飞行中通信、导航和监视功能的一体化融合和协同;低空经济的飞行场景、如无人飞行、低空飞行、超视距运行、空域内多机运行等,与民航需求相比,对通导监提出了更高的要求。由于低空运行环境、飞行规模、航空器性能和法规制度的不同,其对通信、导航、监视等方面的能力要求与传统民航飞行存在较大差异,无法直接沿用民航相关建设经验和设备系统。
飞行管理服务监管系统是“管得住”主要实现手段。低空飞行中“管得住”主要由飞行管理服务监管系统完成,主要包括飞行计划管理、飞行动态监视、飞行冲突识别与调配、飞行流量管理、预警告警服务、违规事件取证以及协助应急救援服务等方面的管理服务。
5.2.3 软基建:“看得见、呼得着”,首先打通低空通讯互联互通
建立全要素互联全域通信覆盖,是实现低空“看得见、呼得着”第一步。通信的核心功能在于实时控制与状态监控,是第一步,搭建好后可以针对空域动态协同管理和高精度的数据交互。当前针对单一通信手段存在通信盲区,难以实现全域无缝覆盖的问题,需要综合利用4G/5G/5G-A/6G运营商网络、卫星通信、光纤通信、专用通信/数据链、机间链等多种通信手段,短期看第一步形成多体制全要素互联的立体全域通信覆盖;从中远期看,实现多体制融合和天空地一体。通信设施设备包括低空卫星互联网4G/5G公网、机间自组网、北斗短报文数据链、通信感知一体化(ISAC)、地面有线网和无线专网等通信链路,以及星载、机载、地面配套通信设施与信息系统。
第一阶段首先实现全要素互联。基于我国通信网络的建设现状,综合应用5G、卫星通信、专用数据链等通信手段,为不同空域、不同类型航行器提供信息传输保障。
第二阶段其次实现多体制融合。随着运营商网络由5G向5G-A演进,基于5G-A的通感一体化接入能力,通过连续波加脉冲波组合的方式,实现低空空域(150m以下)精准无盲区的通信和感知覆盖;多体制卫星通信系统向卫星互联网演进,具备更实时、更可靠的通信能力:机间自组网、专用数据链等专用通信手段实现深度融合,向网链一体方向演进。
第三阶段最后实现天空地一体。基于6G移动通信网络打造天空地一体、安全内生、AI内生的通信能力,实现全域无缝立体覆盖:依托专用切片技术,为中大型无人机、复杂地形/大范围远距离应用、专用特殊作业场景等提供高实时、高可靠、高安全通信。
5.2.4 软基建:“看得见、呼得着”,导航系统是低空飞行的眼睛
导航是低空飞行器的眼睛。(1)时间同步:通过卫星导航系统提供纳秒级高精度时间信号,确保多飞行器在复杂空域中保持时间统一,避免因时间误差导致协同失败或碰撞(2)定位增强:结合地面增强站,将定位精度从米级提升至厘米级,满足低空密集飞行场景的需求。低空运行采用基于性能的综合定位授时导航,其导航场景分为航路和空域,航路包括按不同高度层区分的双向航道、按照水平间隔划分的飞行速度航道,空域包括机场/起降点/投放点、作业区域;短期看第一步是实现基本定位授时导航能力,二、三阶段逐步实现增强和融合定位授时导航。导航设施设备包括全球导航卫星系统、北斗星基增强系统、惯性导航、仪表着陆系统、视觉着陆系统等导航手段,以及星载、机载、地面配套导航设施与信息系统。
第一阶段实现基本定位授时导航能力。混合飞行阶段,低空航空器以空域大间隔的交通管理方式保障基本飞行安全,对导航的需求以高精度和高鲁棒性为主。
第二阶段实现增强定位授时导航能力。融合运行阶段,低空飞行区域和航路逐渐联网成线、成片,各类航空器实现共享航路飞行,对导航的需求以同时保证高精度和高安全性为主
第三阶段实现融合定位授时导航能力。自主运行智能协同阶段,低空场景规模进一步扩大,航空器种类数量众多,低空经济繁荣壮大的阶段,航空器采用弹性导航方式飞行,对导航的需求为同时保证高精度、高安全性和高可用性为主。
5.2.5 “看得见、呼得着”,低空监视系统是有序飞行管理的基础保障
低空监视系统是有序飞行管理的基础保障。搭建涵盖雷达、光电和频谱探测的多源监视设备网,形成低空飞行的主被动探测能力,可根据中高空空域不同航空器类型以及飞行特点,灵活搭配多源主被动监视设备,构建分层适度的低空低成本监视网络。监视设施设备包括:低空监视雷达、5G-A、数据链或北斗短报文、远程识别(RemoteID)、广播式自动相关监视(ADS-B)、光电、频谱探测等手段,以及星载、机载、地面配套监视设施与信息系统。
第一阶段实现通感一体监视网络。针对低空开放初级阶段,航空器数量有限,飞行区域较为固定等现状,建设以飞行区域为中心的基本监视能力。通过视频智能监控ADS-B、5G、WIFI、蓝牙、数据链或北斗短报文等方式构建低空监视网,采用数据预处理、特征提取、关联匹配和航迹融合等系列步骤,实现数据的初步融合。
第二阶段实现声光电增强监视网络。技术深度融合与智能决策支持的监视网络结合了云计算、边缘计算、物联网、人工智能等多种先进技术,实现了对监视数据的深度挖掘和智能分析,为决策提供了强有力的支持,以应对低空飞行日趋频繁,尤其是城市低空飞行海量业务增长的需要。
第三阶段实现多源融合监视网络。新装备的不断涌现,地面端主动监视、协同监视自相关监视、频谱监视、视频监视等系列化设备与机载监视、球载监视、星载监视设备共同构建空天地一体的监视网络,并不断加强信息交互和深度融合的能力。
5.2.6 “管得住”,无人机反制系统是实现低空管理的有效手段
安全监管是空域管理和飞行服务规则的基本保障。“监、管、服”三位一体,三管齐下,为安全高效的低空运行提供有力支撑。面向日益突出的低空飞行安全监管问题,构建涵盖多级联动的低空安全监管体系,实现部际联动的安全监管信息交互,进一步通过提供精细化、分级分类的执法手段,实现一体化协同执法,包含无人机反制。
无人机反制系统是实现低空管理的有效手段。通过技术融合和场景适配,成为低空飞行管理的核心环节。解决当前“黑飞”和恶意入侵问题,更通过智能化升级应对未来无人机蜂群、隐身化等挑战为低空经济的物流、和巡检等规范化发展提供安全保障。在正常支持和技术迭代背景下,反制系统将有望推动低空管控从被动防御向主动治理转型。无人机反制系统市场在全球也有可观的市场规模根据Mordor Intelligence,2024年全球无人机反制行业市场规模约19.3亿美元,预计到2029年市场规模将增长至57.6亿美元,2024-2029年5年CAGR约24.41%。
6、低空飞行商业化当前有哪些阻碍
6.1 商业化落地阻碍:发展初期成本偏高,经济性短期难以实现
产业链尚不成熟,从研发、材料、生产到适航认证等各环节的成本偏高。以eVTOL,为例、亿航智能产品FH216-S无人驾驶载人电动垂直起降(“eVTOL”)航空器在中国以外全球市场的官方指导价为41万美元/架(239万元人民币/架)。此外,随着一些企业陆续进入适航认证和商业化应用阶段,后续所需资金额或仍高达亿元级甚至十亿元级。
适航审定流程长,无法实现规模化生产。根据我国相关规定,任何单位或个人设计民用飞行器,应当向民航局申请并获得型号合格证(TC):制造民用飞行器,需经生产许可审定并获得生产许可证(PC):使用民用飞行器,需要经单机适航检杏并获得单机适航证(AC)。此外,特定型号的飞行器正式投入商业化运营之前,需要获得运营许可证(OC)。现有的eVTOL适航审定实践中每个项目按照一事一议的原则进行处理,每个项目需单独制定专用条件。在长时间的适航审定下,企业无法实现规模化生产,成本无法降低,商业化尚需时日。
6.2 商业化落地阻碍:软、硬件基础设施难以匹配高密度低空飞行要求
低空飞行基础设施建设相对滞后,无论是通用机场、无人机起降场地的数量,还是建设通用机场和起降场所需的土地面积,都难以满足低空经济快速增长的需求。
通用机场建设数量不足,地域分布不均。截至2024年,我国通用机场数量为475个,与欧美国家相比,我国通用机场的数量和密度均偏低,低空航空器飞行起降场等基础设施供给不足,难以满足低空需求。同时,我国通用机场地区分布差异较大,通用机场主要集中在中南和东部经济发达地区,西部地区的通用机场数量相对较少,2024年我国西部地区通用机场数量74个,占比仅16%。
设施建设缺乏统筹,起降点大多由企业自建,难以共用,造成资源浪费。以深圳为例,为了快速部署起降点,大部分起降点由企业自建,但不同运营商的建设标准尚未统一,暂无法实现功能兼容与复用,企业个人属性的起降点会造成重复和资源浪费。未来政府将通过国企与民企共建起降点的方式,建设具有公共属性的起降点。
技术上通信系统尚不成熟。低空飞行需高精度导航、实时通信和动态感知能力,但现有通信基站多针对地面场景设计,空中覆盖能力有限。5G-A通感一体化技术虽在试点中应用,但大规模部署仍需时间。低空感知系统的精度和连续组网能力不足,难以满足复杂场景的安全需求。
6.3 商业化落地阻碍:法规和监管尚待完善,安全性仍有隐忧
法规上安全监管体系有待完善,监管任务需求巨大。由于低空经济发展速度较快,低空飞行活动日益频繁,监管对象和监管任务量急剧增加,安全监管面临挑战。此外,相关法律法规还未及时健全和更新,在无人机方面,现有的法律规范针对性不强、适配度不高,部分监管领域存在空白或重叠,导致监管效率低下。现有法规多沿用传统航空标准,无法适应无人机和eVTOL等新业态。
低空飞行相关法律法规数量较少。低空经济涵盖场景广、辐射领域宽,其法律需求具有多样性和复杂性,需要建立立法规范和领导机制来明确各方主体职责、制定规范的行业标准并保障规章制度的运行。
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