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核心技术#导航增强#RTK#北斗

低空导航增强系统

低空导航增强系统通过部署地基增强站、星基增强系统,为无人机提供厘米级高精度定位服务,支撑精准作业和安全飞行。

概念定义

低空导航增强系统是中国民用航空局确立的以北斗卫星导航为核心,结合星基与地基增强,为低空飞行器提供高精度定位服务的核心导航基础设施。

低空经济的爆发式增长,正在重新定义全球交通与产业格局。根据中国民用航空局发布的数据,2024年中国低空经济总规模突破1.5万亿元,预计到2030年将达到3.5万亿元,其中低空通航运营、eVTOL(电动垂直起降飞行器,即飞行汽车)、工业无人机等领域的年复合增长率超过20%。支撑这一增长的核心基础设施,是能够满足低空空域高密度、低高度飞行需求的导航增强系统——不同于传统民航依赖的地基导航与卫星导航基础服务,低空场景因建筑物遮挡、电磁环境复杂、飞行高度低、非合作目标多等特性,对定位精度、可靠性、连续性提出了远高于传统民航的要求。2025年3月,中国民用航空局正式发布《低空经济基础设施框架指引(2025版)》,明确将“以北斗卫星导航为核心,结合RTK定位增强、无线电导航台的低空导航设施体系”确立为国内低空导航基础设施的核心框架,这一顶层设计也标志着中国低空导航增强产业进入了标准化落地的规模化发展阶段。

作为全球第三个成熟的全球卫星导航系统,北斗三号早已完成全球组网,其本身的技术特性就与低空导航的需求高度适配。截至2025年,北斗三号全球系统可提供静态毫米级、动态厘米级的基础定位精度,同时具备独有的短报文通信功能,可在无地面网络覆盖的区域实现140个汉字的应急信息传输,这对于偏远山区的林业巡护、灾害救援中的低空作业而言,相当于为飞行器加装了一道安全保险。2025年5月,在四川雅安举行的“应急蜀舟-2025”地震灾害救援低空协同演练中,一架挂载生命探测设备的工业无人机在进入宝兴县峡谷断电无信号区域后,就是通过北斗短报文持续向地面指挥中心传输位置信息与探测数据,最终成功定位3名被困群众,这一案例也验证了北斗系统在极端环境下的导航可靠性。

除了基础导航服务,北斗全球星基增强系统(BDSBAS)已经于2020年正式上线运行,通过3颗地球静止轨道卫星播发增强信号,对基础定位误差进行校正,可以将中国及周边区域的北斗定位服务可用性提升至99.9%,定位精度提升至米级以内,满足通用航空一类运行要求。而针对低空场景特别是城市低空飞行的更高精度要求,业内主流的解决方案是“北斗+RTK”的地基增强组合方案:通过在地面布设连续运行基准站网(CORS),对卫星导航的电离层延迟、对流层延迟等误差进行实时校正,最终输出厘米级的实时定位结果,完美适配城市高楼峡谷遮挡场景下的定位补盲需求。

国内领先的位置服务提供商千寻位置,截至2024年底已经在全国建成覆盖超过98%陆地面积的北斗地基增强网,拥有超过2800个连续运行基准站,可为低空飞行器提供服务能力覆盖全国的RTK定位增强服务,在平原城市区域的定位可用性可以达到99.95%,动态定位精度稳定保持在2厘米以内。2024年11月,亿航智能在广州举办的eVTOL城市航线试运行中,就采用了千寻位置提供的“北斗+RTK”导航增强方案,在广州珠江新城核心区300米以下低空完成了12架次往返试飞,全程定位误差最大不超过8厘米,即使在广州东塔、西塔两座超高层建筑之间的阴影区域,定位信号也未发生中断,满足了城市载人飞行的安全要求。

随着5G-A技术的成熟,“多源融合导航”正在成为低空导航增强系统的主流技术路线,其核心逻辑是通过卫星导航、地基增强、地面通信网络、机载传感器的多源数据融合,解决单一导航系统在复杂场景下失效的风险。中国移动在2024年推出了全国首个“5G-A低空通信专网”解决方案,通过对现有基站进行天线倾角优化、基带算法升级,实现了对300米以下低空空域的增强信号覆盖,通信距离最远可达20公里,端到端时延控制在50毫秒以内,不仅可以满足飞行器超视距飞行的控制信号传输需求,还可以通过5G-A通感一体技术实现对非合作目标的探测监视。

2025年4月,在河南郑州举行的“中原低空-2025”多无人机协同物流演练中,中国移动部署的5G-A低空通信专网为28架不同型号的物流无人机提供导航增强与通信监视服务,演练区域覆盖郑州主城区120平方公里,在高楼密集的二七商圈区域,5G-A基站通过信号到达时间(TOA)测算,可为丢失北斗信号的飞行器提供精度优于2米的辅助定位结果,保障飞行器的持续安全飞行;同时,通感一体功能还成功探测到1架未经报备的违规飞入“黑飞”无人机,位置误差不超过3米,为地面管制部门及时处置提供了数据支撑,完美验证了通信导航监视一体化融合方案的可行性。

从市场层面看,低空导航增强产业的需求正在从工业无人机细分领域向全品类扩散。根据iTSTech发布的《2025中国智能交通市场发展研究报告》,2024年中国低空导航增强系统市场规模达到76.2亿元,同比增长68.4%,其中工业无人机领域的占比约为61%,eVTOL与通用航空领域的占比快速提升至27%,预计到2028年,eVTOL领域的导航增强需求占比将超过工业无人机,成为第一大细分市场。目前国内已经形成了“基础服务商-设备提供商-集成解决方案商”的完整产业链:上游是北斗基础信号服务、运营商通信网络服务;中游是RTK基准站设备、多源融合导航芯片、机载导航终端制造,代表企业包括北斗星通、华测导航、中海达等;下游是面向不同应用场景的解决方案集成,除了千寻位置、中国移动之外,大疆创新、亿航智能等整机企业也在联合导航企业开展定制化方案研发。

值得注意的是,当前国内低空导航增强系统的建设仍存在区域发展不平衡的问题。截至2024年底,珠三角、长三角等低空经济先行区域的地基增强站密度已经达到每万平方公里15个以上,满足100米以下低空飞行的补盲需求,而中西部山区、偏远地区的站密度不足每万平方公里3个,信号遮挡区域的定位中断概率超过12%。同时,面向未来万级以上低空飞行器同时运行的场景,现有系统也存在容量不足的问题:当前主流RTK差分数据播发多采用移动网络NTRIP协议,单基站接入容量不超过100台飞行器,若出现大规模集群飞行,很容易出现网络拥塞导致差分数据中断。针对这一问题,业内已经开始探索星基播发差分数据的方案,通过北斗高轨卫星直接向机载终端播发差分校正信息,摆脱对地面网络的依赖,单星播发容量可以达到百万级终端接入,目前中国星网已经在2025年上半年完成了首次在轨测试,预计2027年可以实现商业化应用。

安全冗余是低空导航增强系统的核心要求,特别是对于载人eVTOL而言,导航系统的任何单点故障都可能导致严重的安全事故。根据中国民航局发布的《电动垂直起降飞行器适航标准》,载人eVTOL的导航系统定位精度必须满足至少99.999%的可用性,也就是全年中断时间不超过5分钟,这要求导航增强系统必须具备多源冗余备份能力。目前头部企业推出的成熟方案,普遍采用“北斗RTK+惯导+5G-A辅助定位+视觉导航”的四重冗余架构,在北斗信号被遮挡丢失后,惯导可以在1分钟内提供精度优于1米的连续定位,5G-A辅助定位与视觉导航可以进一步修正惯导的漂移误差,直到北斗信号恢复。2025年1月,广汽飞行汽车GOVE在广州从化试飞场进行了遮挡场景测试,人为切断北斗导航信号30秒,多源融合导航系统输出的位置误差始终保持在0.8米以内,飞行器全程保持平稳飞行,符合适航要求的安全标准。

政策层面的支持也在加速产业落地。除了2025年出台的《低空经济基础设施框架指引》,2024年国家发改委印发的《低空经济发展实施方案》中,明确将“北斗低空导航增强系统建设”纳入新型基础设施重点工程,安排中央预算内资金支持重点区域的地基增强网补建工作。广东省在2025年出台了《广东省低空经济基础设施建设三年行动计划》,提出到2027年建成覆盖全省100米以下低空的北斗RTK增强网,基准站密度达到每万平方公里20个,满足珠三角核心区城市低空飞行需求,总投资规模约18亿元。在标准建设方面,中国民航局已经于2025年2月发布了《低空导航增强系统技术规范(试行)》,对系统的定位精度、可用性、连续性、安全性等指标做出了明确要求,规范了不同厂商设备之间的接口标准,解决了之前不同区域系统不兼容的问题,为跨区域低空飞行打通了导航基础。

面向未来,低空导航增强产业还有两个核心方向值得关注:一是与低空空中交通管理系统的深度融合,当前导航系统更多是为单个飞行器提供定位服务,未来需要向管制系统实时推送高精度位置数据,支撑高密度空域的流量管理与冲突解脱,导航增强系统的数据输出格式、更新频率都需要匹配管制系统的要求,目前民航局空管局已经在深圳、成都开展低空空管试点,导航数据的更新频率要求从1Hz提升至10Hz,定位误差要求控制在10厘米以内,相关的技术验证已经在2025年第二季度启动,预计2026年下半年可以出结果;二是低成本化,当前工业无人机搭载一套RTK导航增强终端的成本约为1500-3000元,对于消费级无人机而言仍然偏高,随着导航芯片集成度的提升,预计到2027年,消费级无人机的导航增强终端成本可以下降到300元以内,这将推动导航增强系统从专业应用向大众消费应用普及,进一步打开市场空间。

从全球范围来看,中国的低空导航增强体系依托北斗系统与5G-A通信技术,已经形成了独特的技术路线优势:欧美国家当前主要依赖星基增强系统满足通用航空导航需求,地基增强网络的建设进度缓慢,针对城市低空高密度飞行的多源融合方案还处于实验室阶段,而中国依托完整的产业链与大规模的场景落地,已经在技术成熟度、应用规模上处于全球领先位置。截至2025年上半年,国内已经有超过260万台工业无人机、通用航空飞行器搭载了北斗导航增强终端,应用覆盖物流配送、农林植保、应急救援、城市试飞等多个场景,累计安全飞行时间超过1800万小时,这一数据远超其他国家。

随着国内低空空域开放的持续推进,到2030年,国内低空空域的飞行器保有量预计将突破1000万台,对导航增强系统的需求将呈现几何级增长,低空导航增强产业不仅是低空经济的核心支撑,也将成为卫星导航、通信产业新的增长极,其技术积累与产业经验也将为全球低空经济发展提供中国方案。

编辑人:工维安信·适航官

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最后更新:2026-09-05

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