低空经济专题：连接、感知、探测多维度通信技术保障低空经济落地

证券研究报告|行业点评报告 2024年04月28日 低空经济专题：连接、感知、探测多维度通信技术保障低空经济落地 评级及分析师信息 行业评级：推荐行业走势图 20%11% 3% -6% -14%-23% 2023/042023/072023/102024/012024/04 通信沪深300 分析师：马军邮箱：majun@hx168.com.cnSACNO：51120523090003联系电话：分析师：宋辉邮箱：songhui@hx168.com.cnSACNO：S1120519080003联系电话：分析师：柳珏廷邮箱：liujt@hx168.com.cnSACNO：S1120520040002联系电话： 通信行业 1、万亿产业蓄势待飞，通信技术保障落地：“低空经济”是指以民用有人驾驶和无人驾驶航空器为主，以载人、载货及其他作业等多场景低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。 2023年，政府出台多份文件对我国空域、飞行器进行了官方层面的划分，对低空经济的发展给予引导，2024有望成为低空经济元年。 低空经济的核心是空路。当前，我国飞行器产业链较为成熟， 只有完善新型交通服务业产供链，才能推动低空经济释放生产力。 2、低空经济物联连接技术支持：通信、感知、探测等 低空经济发展所需的空管系统依托移动通信网络、物联网、云计算等基础设施,形成通信、感知、计算一体化的智能互联低空数字化服务体系。其中，通信技术支持主要涉及无线通信技术和卫星通信技术，帮助飞行器实现低空互联、定位导航与决策感知。 3、相关投资逻辑及标的： 1）低空经济的发展带来无线通信技术空间上的延伸带动短波超短波、无线中继组网等产业链，受益标的包括：海格通信、烽火电子、七一二、海能达等。2）卫星通信作为低空飞行器重要的补充通信方式，随着国内低轨卫星的发射组网逐渐成熟，低空经济有望成为低轨卫星通信的重要落地应用场景，受益标的包括：海格通信、上海瀚迅、铖昌科技等。 3）5G-A通感一体化带来通信天线及主设备产业链应用延伸，受益标的包括：中兴通讯、通宇通信等。4）异构多传感器提供多维度环境信息，保障飞行安全：低空飞信器的感知域主要由摄像头、毫米波雷达、激光雷达、全球导航卫星系统（GNSS）+惯性测量单元（IMU）等模块组成，相关产业链与智能驾驶产业链高度重合，受益标的包括：北斗产业链：华测导航、海格通信等，IMU产业链：华依科技、芯动联科、理工导航等，激光雷达产业链：炬光科技等。 4、风险提示 自动驾驶等底层相关技术滞缓影响行业应用落地；低空飞行器相关法律法规落地滞后。 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 1.低空经济政策集中发力，万亿产业蓄势待飞 “低空”与“低空经济”定义：“低空”即指低空空域，通常是距正下方地平面垂直距离在1000米以内的空域，根据不同地区特点和实际需要可延伸至3000米。根据中商产业研究院，“低空经济”是指以民用有人驾驶和无人驾驶航空器为主，以载人、载货及其他作业等多场景低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。 政策加码推动低空经济起飞，2024有望成为低空经济元年：2021年2月，《国家综合立体交通网规划纲要》首次提出发展低空经济，此后中央和地方陆续出台多项政策规划支持低空经济。2023年，政府陆续颁布《国家空域基础分类方法》、《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》等多份文件，对我国空域、飞行器进行了官方层面的划分，对低空经济的发展给予引导。 据中商产业研究院，2022年低空经济对国民经济的综合贡献值约为4000亿元，同比增长29.03%，2023年市场规模将达4633亿元，2024年将达5030亿元；到“十四五”末期，对国民经济的综合贡献值将达到3万亿元至5万亿元。 低空经济的核心是空路：低空经济的产业链包含飞行器制造和新型交通服务业产供链两个主要环节。当前，我国飞行器的生产技术和产业链发展已较为成熟，而空路发展还远远没有跟上。只有完善新型交通服务业产供链，才能推动低空经济与物流、旅游、农林、应急等行业融合，释放生产力。 3100 2600 6000 50004633 4000 4000 5030 3000 2000 1000 0 20202021 20222023E2024E 图1国家空域基础分类示意图图2中国低空经济市场规模预测（单位：亿元） 资料来源：中国民用航空局，华西证券研究所资料来源：中商产业研究院，华西证券研究所 表1中国低空经济行业最新政策汇总 发布时间 政策名称 主要内容 2023年12月 《关于支持横琴粤澳深度合作区放宽市场准入特别措施的意见》 支持合作区按市场化原则举办全球智能无人体系展会暨无人系统装备大赛。进一步推动合作区无人驾驶空域开放，优化飞行活动申请审批流程，缩短申请办理时限，研究试点开通合作区与中国澳门及周边海岛等地无人机、无人船跨境跨域物流运输航线。 2023年12月 《国家空域基础分类方法》 阐述了中国领空内空域的分类、划设类别、服务内容、飞行要求等信息，以及适用于不同空域的具体规定。文件中提到的空域分为A、B、C、D、E、G、W等7类，其中A至E类为空域管制区域，G类和W类为非管制空域。 加强对无人驾驶航空器设计、生产、维修、组装等的适航管理和质量管控，建立产品识别码和所有者实名登记制度，明确使用单 2023年6月 《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》 位和操控人员资质要求;严格飞行活动管理，划设无人驾驶航空器飞行管制空域和适飞空域，建立飞行活动申请制度，明确飞行活动规范;强化监督管理和应急处置，健全一体化综合监管服务平台，落实应急处置责任，完善应急处置措施。 2021年2月 《国家综合立体交通网规划纲要》 加强交通运输与现代农业、生产制造、商贸金融等跨行业合作，发展交通运输平台经济、枢纽经济、通道经济、低空经济。 资料来源：中国政府网，华西证券研究所 2.低空经济需要强大的通信技术支持：连接、感知、探测等 低空经济发展所需的空管系统依托移动通信网络、物联网、云计算等基础设施，形成通信、感知、计算一体化的智能互联低空数字化服务体系。其中，通信技术支持主要涉及无线通信技术和卫星通信技术，帮助飞行器实现低空互联、定位导航与决策感知。 2.1.低空互联：未来需融合5G和低轨卫星网络 低空通信网络是低空经济发展的重要基础设施。低空智联网是指通过部署多个无人机或地面通信节点构建低空通信网络，为低空飞行器提供连续的通信覆盖。广域覆盖和可靠的低空通信网络对低空规模化发展起决定性作用，无论是低空监管平台与无人机机载数据的实时回传，还是无人机的长距离飞行远程操控，都依赖可靠的通信网络。 当前低空空域通信不完善，需融合5G专用网络和低轨卫星网络。由于低空空域高度可达地面以上1000m，而现有无线通信网络(4G/5G网络)的有效覆盖高度大致为150m左右，所以通信基础设施需要进一步突破和完善，最终解决方案可能是目前融合当前5G网络与专用通信网络或未来的低轨卫星网络： （1）5G：5G-A网络首次引入新型无人机标识，构建低空智联网能力体系 在通信能力、感知能力方面，5G-A都能够发挥优势，推动低空通信网络建设。其干扰小、业务保障质量高、收发覆盖范围大、电信级安全可靠、终端移动性好。同时，5G-A相比雷达和TDOA技术更适合城市低空无人机监控，解决城市低空雷达无法组网和辐射功率大的问题，在建设和运维成本上存在优势。 目前，中国移动已牵头完成“面向低空智联网的5G-A无人机可信接入”技术验证，完成了三个业界“首次”，即首次在终端侧完成新型无人机标识的引入及能力适配，首次实现在网络侧通过升级支持UAS网络功能完成无人机可信标识的识别、映射、鉴权授权及全生命周期管理，首次在飞控平台侧完成与核心网能力开放平台的对接、实现标识与运营信息的绑定，端到端实现了5G-A无人机接入可管可控的基础性变革。 图3低空智联网整体网络架构 资料来源：C114,华西证券研究所 （2）卫星通信：低轨卫星提供更低成本、更高性能的通信服务 卫星通信技术可与5G技术互为补充，为低空智联网中的无人机和其他低空设备提供无缝通信连接，弥补地面互联网的盲点和空中通信盲区的联网需求。此外，卫星遥感数据不仅包括图像信息，还包括用于导航和定位的关键数据，无人机可以利用这些数据在GPS信号弱或不可用的环境中进行更精确的定位。这种连接使得低空设备能够进行远程控制、实时监控和数据传输，从而扩展其操作范围和应用场景。 当前，低轨卫星由于传输时延小、链路损耗低、发射灵活、整体制造成本低，可用于支持低空智联网发展。 2.2.无人机通信中继：扩展通信范围，增强信号可靠性 无人机通信易受传播介质影响，路径衰落降低传输信号的信噪比。在空地通信链路传输过程中，信号常常受到地面建筑物、丛林等自然和人工障碍物的反射、折射和衍射，从而产生多径效应，对通信质量造成不利影响。此外，无人机与地面控制站之间的无线通信链路容易受到障碍物的遮挡，导致视线传输受阻，进而降低通信质量。 无人机中继通信的工作原理：基于信号的中继和转发，以克服直接通信中的局限性，如距离限制、信号衰减、地形阻挡和电磁干扰等。 空管系统可以协调多个无人机的任务分配、路径规划和数据传输，实现无人机的整体监控、任务调度和资源管理。无人机中继通信可以通过地面基站组网、蜂窝移动无线组网和卫星通信组网三种方式实现。通过动态路由选择，可以根据当前网络资源的利用情况和无人机的通信需求，实时调整通信路径，选择最优的路由方式，使得各个无人机之间的通信负载均衡，充分利用网络资源。 图4无人机动态路由分配图5通感一体化混合信道架构 资料来源：中国移动，华西证券研究所资料来源：中国联通，华西证券研究所 超短波超视距破解低空通信难题，引领低空通信安全革命：低空通信一直是世界性难题，通航事故之所以频发，就是在低空飞行飞机都是“叫不到、看不见、不知道在哪里”；现有军民航管地空通信主要采用的是甚高频与超高频，现在其VHF话音通信覆盖范围大约为东部地区3300米以上空域以及西部主航路6600米以上。通信覆盖基本上没有将低空空域考虑进去，由于受到地理位置与环境的影响，低空通信有许多的盲区，相比中空，其通信覆盖半径有很大程度的下降，一般低空空域几乎是无信号状态。 超短波超视距通信技术可以在1000米低空情况下地对空能够实现最少500公里以上的通信距离，如果天线架高通信距离将会更远，超短波超视距集群通信系统的问世，将会彻底改变通航飞机的通信难题，在通航安全领域将会引领革命性变化。 2.3.感知决策：低空飞行器的感知与大脑 决策：其中,“飞车脑”指结合现有自动驾驶技术形成将脑与机器融合的,具有智力与运动协调能力差异的框架体系。传统的自动驾驶技术提升了车辆自主、安全驾驶能力,已经形成了一套可以应用于市场的技术方案。智能飞行汽车可以通过迁移自动驾驶技术,将感知、决策规划、智能控制以及智能通信融入立体城市交通与飞行汽车智能驾驶中。 图6飞行器决策感知与人脑的对应关系与底层逻辑 资料来源：《智能飞行汽车关键技术及发展趋势》,华西证券研究所 传感：异构多传感器提供多维度环境信息，保障飞行安全：低空飞信器的感知域主要由摄像头、毫米波雷达、激光雷达、组合惯导系统等模块组成。异构多传感器组成的感知域对飞行汽车是至关重要的,因为单一传感器数据难以为智能飞行汽车提供充足的环境信息,同时还会因为外界因素导致信息不稳定或缺失。 低空飞行器的理想导航系统是采用全球导航卫星系统（GNSS）+惯性测量单元 （IMU）进行惯性导航组合方案。由于惯性导航的反馈信息是通过惯性器件测量与算法产生，相对定位误差随导航时间而增加，因此长期导航精度较差，但是不受位置限制；卫星导航采用绝对定位方式，定位精度取决于卫星信号精度，不因时间积累而增加误差，但受限于位置和时间。在实际应用领域，通常采用组合导航方式，即惯性+卫星组合导航来进行实时、高精度定