城镇化区域无人机低空航路网迭代构建的理论体系与技术路径

徐晨晨, 叶虎平, 岳焕印, 谭翔, 廖小罕

Iterative construction of UAV low-altitude air route network in an urbanized region: Theoretical system and technical roadmap

XU Chenchen, YE Huping, YUE Huanyin, TAN Xiang, LIAO Xiaohan

表1 民用航空航线网与无人机低空公共航路网对比分析

Tab. 1 Comparison of civil aviation airline network and low-altitude public air route network of UAVs

类型 民用航空航线网 无人机低空公共航路网 规划范围 一般是6000 m以上的中高空空域。 低空甚至超低空空域,一般在移动通信信号覆盖高度范围内(300 m [23]),高度随着通信技术发展而增加。 与地面交通联系 不利用地面交通设施,与地面交通无直接联系。 基于地面路网生成第I级航路,与地面路网融合度较高。 地理信息 与地表地理信息几乎无关,局部高原地区受地形和恶劣天气影响。 考虑的地理约束要素较多,要素尺度跨度大,如地形、建筑物、电力线(杆)、风力发电塔、水域、地面路网、移动通信基站、无人机管控区、大气环境等;数据来源于地理信息调查和无人机遥感地物快速识别和提取技术。 航路/线设计 先构建交通枢纽,再划设航线,最后形成航线网;枢纽间的航线由途径的导航台间连线构成,避开了航空管制区和危险天气易发区。 迭代构建：基于地面路网垂直拔高构建第I级航路网;利用正约束地理要素移动构建第II级航路网;规避负约束地理要素构建第III级航路网;经过仿真和实际飞行测试分别构建第IV、V级航路网。 航路/线更新与时效性 时效性长,不轻易更新。 由于影响地理要素多且更新快,航路的更新周期较短,时效性也较短,需定期检测冲突航路段并进行局部航路的动态重规划。