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邓中亮院士团队:5G-A/6G+北斗“通感导”一体化赋能低空经济

随着低空经济被列为国家战略性新兴产业并写入《政府工作报告》,低空经济正迎来爆发式发展机遇。然而,低空通信覆盖不足、感知精度有限、监管手段缺失等问题,让低空经济面临“叫不到、看不见、管不住”的发展瓶颈。

近日,北京邮电大学邓中亮院士团队联合中国联通研究院等单位在《电信科学》发表学术论文,提出5G-A/6G+北斗通感导一体化技术方案,为破解低空经济发展痛点提供了系统性解决方案,有望构建低空智联“一张网”,为低空经济高质量发展提供参考依据。

一、5G-A/6G通感一体:让低空飞行器“看得见、连得上”

不同于传统通信技术,5G-A/6G通感一体技术实现了“通信+感知”双重功能的协同融合。通过共享硬件、频谱资源和信号处理流程,该技术既能为低空飞行器提供高速率、低时延的稳定通信链路,又能发挥类似雷达的感知能力,精准捕捉飞行器的距离、速度、角度等核心参数。


图1 基站感知无人机示意图


基于大规模多进多出(MIMO)和毫米波技术,5G-A/6G通感基站可实现1公里范围内无人机的米级至亚米级感知精度。其中,中国联通在怀柔开展的毫米波通感基站测试中,成功实现1200米外无人机检测,定位误差中位数仅0.62米。

目前,通感一体技术已在低空安防、电力巡检、机场管控等场景落地应用。在南京无人机试验区,基于该技术构建的低空安防体系实现了轨迹跟踪、电子围栏等功能;哈尔滨亚冬会期间,毫米波通感基站连片布网,保障了赛事期间低空无人机的安全管控。

二、北斗通导一体:让低空飞行“不迷路、能应急”

作为我国自主可控的卫星导航系统,北斗具备高精度定位、短报文通信和高精度授时三大核心能力,其全球定位精度优于9米,垂直定位精度优于10米,授时精度优于20纳秒,且短报文通信单次可传输1000个汉字,能实现文字、语音、图片的全格式传输。


表1 北斗卫星导航系统服务参数



北斗通导一体化技术与5G深度融合后,可形成“空地互补”的优势格局:北斗通过RTK定位技术,可以实现厘米级高精度定位服务;5G信号穿透性强,适合室内及密集城区定位,弥补北斗定位的短板。此外,北斗短报文能在无地面网络覆盖的偏远区域提供可靠通信服务,二者协同可构建室内外无缝定位和星地一体化通信体系。

三、通感导一体化:构建低空智联“一张网”

在两大技术基础上,团队进一步提出了“通感导一体化”融合方案,通过两种核心路径实现技术落地,大幅降低基础设施建设和运维成本:

一是在5G-A定位基站上新增感知功能,通过一体化波形设计,在通信信号中嵌入感知信号,实现“通信-定位-感知”三位一体;二是在5G-A通感基站上融合北斗定位能力,将通感基站改造为北斗连续运行参考站(CORS),利用北斗RTK技术实现厘米级定位,并通过北斗定位结果修正感知参数,提升整体精度。


图3 基于通信基站的通感导一体化示意图


未来,随着6G和低轨卫星技术的发展,该方案将进一步拓展为空天地一体化体系,实现“地面基站+低轨卫星+北斗系统”的深度融合,提供全域高精度感知、泛在导航定位和天地互备授时服务。

四、场景落地:全链条赋能低空经济

论文系统梳理了通感导一体化技术在低空经济中的四大应用方向,覆盖通信保障、安全感知、精准导航和时间同步全链条,赋能无人机物流、农林植保、应急救援等多元场景。

通信保障:通过5G-A/6G+北斗短报文的星地融合通信,解决偏远区域、复杂环境下的通信覆盖短板,保障无人机指挥控制指令的实时传输和作业数据的高速回传,支撑“最后一公里”低空物流、跨区域应急物资运输等场景。

安全感知:针对无人机非法入侵、航线偏离等问题,通感基站可实现禁飞区监测、航线保护、避障预警等功能,有效防范“黑飞”风险,保障机场、变电站、赛事场馆等重点区域的低空安全。

精准导航:为无人机提供全飞行阶段的高精度定位服务,起降阶段实现厘米级定位,飞行阶段实现米级至亚米级定位,保障无人机群协同作业、精准植保、低空遥感等场景的作业精度。

时间同步:北斗高精度授时为基站和无人机提供统一时间基准,保障多基站协同感知的精度,支撑无人机群编队飞行、多传感器数据融合等复杂任务的顺利开展。

五、未来展望:空天地一体化智慧低空网

论文展望,未来的低空智联网将不止于地面基站。随着6G技术与低轨卫星互联网的发展,将与新一代北斗系统深度融合,构建空天地一体化的通信、感知、导航与计算服务网络,真正实现全域覆盖、全时可用、全程可控,为低空经济的高质量发展奠定坚实的技术基石。


图4 空天地一体化通感导融合示意图


邓中亮院士团队的研究,从系统层面梳理了低空智联网关键技术路径与融合方案,为产业界和学术界指明了方向。当5G-A/6G遇上北斗,“通感导”一体化技术绘制低空智联“一张网”,让无人机飞得更稳、更安全!


论文发表于《电信科学》2025年第3期:金耀,张贺,邓中亮等.5G-A/6G+北斗通感导技术在低空经济中的应用与展望[J].电信科学,2025,41(03):1-16.

论文地址:https://www.telecomsci.com/thesisDetails?columnId=89689760&Fpath=home&index=0&l=zh&lang=zh


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