低空经济基础设施之监视

监视是低空经济基础设施建设的重要组成：监视的内容包括高度层内飞行器的航迹、位置信息等进行全方位的动态监控，并提供相应的空中运行服务。从战略层面和国家安全的角度，监视建设最为紧迫。一方面，随着低空的放开，为了预防无人机黑飞、乱飞以及盲飞、盲撞等现象频繁发生；另一方面，无人机已经是现代战争主要的组成，俄乌战争中参战无人机数量大幅提升，未来对无人机的察打愈发重要。 5G-A、雷达、ADS-B三大新兴技术在监视中得到应用：5G-A技术主要解决数据量大导致带宽不足、时延过长以及稳定性问题。5G-A可以大幅降低时延，满足低空经济下的即时反馈需求。5G-A其较强的发射功率，减少了传统地面基站的断联或阻隔问题。相控阵雷达主要优势在于其覆盖面积。相控阵雷达功能强大，如果在合理或均匀的位置部署，其覆盖范围和监视深度都将非常广泛。ADS-B是一种广播式的自动相关监视系统。ADS-B的优点在于成本较低、部署容易且实现快速。ADS-B在未来的应用场景中，预计将先行部署，因为其成本效益和部署速度较高。 深圳在低空监视方面的探索：深圳已经建立了一套实时化的动态监控系统。未来，监视系统会按照地区级进行划分，各地区可能会先建立自己的监视系统，实现全域覆盖，然后逐步过渡到不同相邻地区的系统融合。 最终，这些系统可能会上升到国家层面，实现统一指挥、协调和规划。 技术方面，深圳地区已经开始布局相控阵雷达和5G-A。 低空经济监视市场空间测算。以地级市为单位，每个地级市的价值估算可能达到亿级别。中国有333个地级行政区（含293个地级市），我们预计整个国家层面低空经济监视的市场规模至少是百亿级别。 投资建议：低空经济建设，基础设施先行，从战略层面和国家安全的角度，监视建设是最紧迫的。监视新技术主要为5G-A技术和相控阵雷达两大方向。我们认为，随着低空经济基础设施建设加快，5G-A和相控阵雷达有望迎来全新增量市场。相关标的：相控阵雷达。纳睿雷达、四创电子、国睿科技、航天南湖等。5G-A。中兴通讯、盛路通信、通宇通讯、硕贝德、灿勤科技、大富科技、信科移动-U、海格通信、臻雷科技、广和通、华体科技等。ADS-B。四川九洲等。 风险提示：政策推进不及预期；技术发展不及预期。 1.低空经济框架之下的空域监视 低空空域是指国际上通认的4,000英尺以下，国内则集中在1,000英尺以下的空域。 这一空域进一步细分为不同高度层：从地面至120米为W类空域，120米至300米为G类空域，而300米以上则属于E类空域。 图1：中国空域划分 低空监视的内容包括高度层内飞行器的航迹、位置信息等，并提供相应的空中运行服务。这些服务包括空中航线的动态规划、飞行计划的执行、航路上实时信息（如气象、通信和告警信息）的传递，以及与地面控制站和飞行员之间的管理服务。涉及的软硬件包括飞机上的机载系统和地面雷达等硬件设施，以及配套的软件系统。这些系统集成为一体，共同构成了低空经济框架下的空域监视体系。 监视按照不同用途定义为以下两种类别：1）空中交通管理监视:为空管运行单位提供航空器目标的实时动态信息，是进行空中交通管理的基础。2）非空中交通管理监视。 不以空中交通管理为目的，为空管运行单位及其他相关单位和部门提供航空器目标的实时动态信息。具体包括以下三类：(1)国家空域安全监视：为国家空域管理部门、民航管理部门等提供涉及国家及公众安全的航空器目标实时动态信息；(2)公共飞行服务监视：为飞行服务单位、通用航空运营人等提供飞行服务保障所需的航空器目标实时动态信息； (3)其他监视：用于科学研究、旅客航班信息服务等不涉及以上两类监视应用的航空器目标信息的获取或提供。 2.监视是低空经济基础设施中最为重要的部分 俄乌战争中，无人机作用显著。据路透社4月15日报道，一名高级指挥官说，随着乌克兰军队在与俄罗斯的战争中加速使用无人机，今年到目前为止，乌克兰向武装部队交付的无人机数量是2023年全年的三倍。根据央广军事数据，有视频显示，FPV无人机对某辆坦克进行轮番多次打击，最终导致坦克瘫痪。按照乌克兰方面的说法，他们在特定时间段内击毁的俄方坦克、装甲车辆等装备中，有80%-90%是由FPV无人机击毁的。 从战略层面和国家安全的角度，监视建设是最紧迫的。一方面，随着低空的放开，为了预防无人机黑飞、乱飞以及盲飞、盲撞等现象频繁发生；另一方面，无人机已经是现代战争主要的组成，监视将成为防御的重要手段。2024年3月11日，据外媒Army Recognition报道，为应对乌克兰无人机和远程导弹构成的日益严重的威胁，俄罗斯宣布推出“叶尼塞”（Yenisei）自主目标指定系统和“瓦尔代”雷达系统。 从整个行业的实际落地和运营角度，监视与通信、导航以及感知是四位一体的。粤港澳大湾区数字经济研究院（IDEA研究院）理事长、美国国家工程院外籍院士沈向洋曾提出，发展低空经济首先应建设统一的智能融合基础设施，即构建设施网、空联网、航路网、服务网“四张网”，以解决低空飞行过程中缺乏精细化空域管理技术和手段的问题。 监视与在低空经济基础设施的通信、导航等其他方面有技术的共用。监视需要信号和数据传输，包括图像等信息的传输，这就涉及通信技术。同时，为了感知和确定监视对象的位置，导航技术也至关重要。因此，四位一体在软硬件方面有许多共通性，需要实现一机多用，即一个系统或设备可以同时用于多个功能，满足不同方向的需求。 3.当前低空经济空域监视的发展现状 当前低空经济下的空域监视主要依赖于地面雷达和机载设备相互配合的监视。 从类型上区分，监视大致可以分为被动监视、主动监视以及可视化监视。可视化监视最为简单，适用于低高度层的无人机，例如消费级和部分工业级无人机，在0-120米的高度范围内，通常可以通过目视进行监视。随着空域的逐步放开和规模化应用，目视监视将无法满足需求，逐渐发展出被动雷达监视，如ADS-B和其他相关阵列雷达技术，这些技术不仅用于监视，也用于通信。这些手段和方法都是四位一体监视体系的一部分。 4.低空经济监视未来的技术方案和路径 主要分为传统技术和新兴技术两类。 传统技术包括低空雷达、红外探测以及飞行器自带的监测设备等。一些飞行器自身会配备红外探头，用于主动探测飞行路径上的障碍物，并将信号通过机载网络和数据链路传送到地面站，以便及时响应，指导飞行器进行避障或改变高度。随着低空经济概念的提出，特别是以evtol为核心的分支发展，传统的低空空域监视手段可能面临局限性。 未来将发展能够避免地面和空中建筑物、特殊物体干扰的新技术。传统低空雷达容易受到杂波和超视距影响，未来将部署相控阵雷达等地面设施，以增强低空监视效果。 监视新技术主要为5G-A技术、相控阵雷达、ADS-B三大方向。相控阵雷达功能强大，如果在合理或均匀的位置部署，其覆盖范围和监视深度都将非常广泛。光电和频谱技术在低空经济监视中的应用较少。低轨卫星主要应用于通讯和导航，也提供一些监视信息。 5G-A： 5G-A技术主要解决数据量大导致带宽不足、时延过长以及稳定性问题。5G-A可以大幅降低时延，满足低空经济下的即时反馈需求。5G-A其较强的发射功率，减少了传统地面基站的断联或阻隔问题。 5G-A技术实际上是在现有的5G基站基础上增加了雷达功能。由于5G基站已经存在，只需在其基础上增加一些雷达相关的软硬件即可，成本相对较低，构建和部署难度也不大。 图2：5G-A网络架构 相控阵雷达： 相控阵雷达主要优势在于其覆盖面积。在基站布置合理的情况下，相控阵雷达可以以较低成本满足空域全域覆盖的需求，从而大大提升低空空域管控的覆盖范围、强度和效率。 相控阵雷达可能不会部署在人口特别稠密或楼宇特别密集的地区。在位置或区域分布上，会进行一定的权衡。这并不意味着问题可以完全解决，但可以做出一些妥协以适应现实情况。 图3：纳睿雷达部分相控阵雷达产品 雷达技术在监视领域相对较为成熟。相控阵雷达在监视领域应用场景广泛。中国相控阵雷达供应商主要有纳睿雷达、国睿科技、四创电子、航天科工集团二十八所等。其中，纳睿雷达是这一领域的知名企业。纳睿雷达能够提供传统气象雷达所不具备的新功能，并且成本相对较低。这一优势来自于其与地面基础设施的融合，以及与深圳的合作布局，使得其建设成本非常低，能够容易地组网实现全域无缝覆盖。 图4：相控阵雷达国内主要公司 ADS-B是一种广播式的自动相关监视系统。ADS-B是广播式自动相关监视的英文缩写，它主要实施空对空监视，一般情况下，只需机载电子设备，不需要任何地面辅助设备即可完成相关功能，装备了ADS-B的飞机可通过数据链广播其自身的精确位置和其它数据(如速度、高度及飞机是否转弯、爬升或下降等)。 ADS-B的优点在于成本较低、部署容易且实现快速。ADS-B在未来的应用场景中，预计将先行部署，因为其成本效益和部署速度较高。 图5：ADS-B空管监视系统运行示意图 5.深圳在低空监视方面的探索 深圳地区在监视方面的探索已经展开，随着物流航线的增多，全域覆盖的监视需求日益迫切。深圳已经建立了一套实时化的动态监控系统。未来，监视系统会按照地区级进行划分。国家层面有相关政策支持，地方政府也有倾向性的支持措施，而实际落地则是由各地区来实施。各地区可能会先建立自己的监视系统，实现全域覆盖，然后逐步过渡到不同相邻地区的系统融合。最终，这些系统可能会上升到国家层面，实现统一指挥、协调和规划。 技术方面，深圳地区已经开始布局相控阵和5G-A。目的是为低空飞行活动提供天气信息。同时，深圳与华为和中国电信合作，推动低空物流领域内的通信感知一体化基站建设。 6.低空经济监视市场空间测算 以地级市为单位，每个地级市的价值估算可能达到亿级别。中国有333个地级行政区（含293个地级市），整个国家层面的市场规模至少是百亿级别。具体到5G-A和ADS-B以及相控阵雷达，它们的市场空间将根据不同地区的应用场景而有所不同。例如，如果一个地区的运营场景主要以低空物流为主，那么5G-A的市场需求可能会更大，因为它提供精确的导航和定位服务，以及避障和警告等功能。在像深圳这样的地区，5G-A的市场可能至少占到总需求的1/3。同样，相控阵雷达的市场也将根据不同地区的典型应用场景而变化。例如，安徽地区可能更多应用于旅游观光，因为华东区的应用场景与深圳的低空物流不同。 7.投资建议 低空经济建设，基础设施先行，从战略层面和国家安全的角度，监视建设是最紧迫的。监视新技术主要为5G-A技术、相控阵雷达和ADS-B三大方向。我们认为，随着低空经济基础设施建设加快，5G-A、相控阵雷达和ADS-B有望迎来全新增量市场。 相关标的：相控阵雷达。纳睿雷达、四创电子、国睿科技、航天南湖等。5G-A。中兴通讯、盛路通信、通宇通讯、硕贝德、灿勤科技、大富科技、信科移动-U、海格通信、臻雷科技、广和通、华体科技等。ADS-B。四川九洲等。 8.风险提示 政策推进不及预期：低空经济产业发展早期要依赖于各地政府政策推进，如果低空经济政策推进不及预期，则影响低空经济产业发展。 技术发展不及预期：低空经济基础设施建设需要通感一体、相控阵雷达等新技术的应用，如果新技术部署情况不及预期，则会影响产业发展进程。