中国工程院院士向锦武（供图 /2025 中国国际通用航空与无人机发展大会）

随着全球城市化进程加速与技术创新浪潮迭起，人类对空间的开发正从传统的地面与高空领域向低空延伸。作为继陆海空天之后的“第五疆域”，低空经济正以无人机、电动垂直起降飞行器（eVTOL）、智能物流网络等为载体，悄然重塑交通、物流、农业、应急管理等行业的运行逻辑。

“全球范围内，低空经济先后经历了早期应用探索阶段和规范化发展阶段。在中国，随着无人机、新能源动力、北斗导航、5G 通信、人工智能等技术发展，我国将率先迈入进一步的民用普及应用阶段。”2025 第三届中国国际通用航空与无人机发展大会上，中国工程院院士，北京航空航天大学教授、博士生导师，中国交通运输协会通用航空低空经济智库专家向锦武提出。

在日照市东港区一家通用航空飞行培训基地，一架飞机在飞行培训中（摄影 / 新华社 郭绪雷）

“发展低空经济就是大力开展‘修天路、筑天网、造天车’的智慧低空‘新基建’”

自 1903 年莱特兄弟成功试飞了世界上第一架动力飞机，直到 1909 年，飞机才找到真正的应用——布莱里奥从法国港口加莱飞向英国港口多佛尔，实现了人类首次飞越英吉利海峡的壮举。第一次世界大战时，飞机被广泛应用于侦察、空战、轰炸运输等多种作战任务，成为战争中不可或缺的力量。

作为 20 世纪人类最伟大的发明之一，航空极大地改变了世界格局，对民用领域与军用领域都产生了深刻影响。航空装备之于军用，在对地打击、远程轰炸、高空侦察、战略运输等国防建设中发挥着重大作用；之于民用，则在航线运输、地区测绘、应急救援、农业植保等活动中极大助力了社会经济发展。

“其中，‘通用航空’指的是使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动，与我们的日常生活密切相关。它以低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展，具备立体性、区域性、融合性和广泛性特征。依托低空空域，从事有人机、无人机的飞行活动，呈现出一种以通用航空产业为主体，无人机装备为主导，开放共赢的合作模式。”向锦武介绍。

当飞行平台变成了由机载动力驱动、无线电遥控或自主飞行的无人驾驶飞行器，涵盖飞行平台、测控与信息传输、综合保障、任务载荷等要素在内的无人机系统，则是当前低空经济产业的主导装备。“就像春日里放风筝，飞行平台是风筝，测控与信息传输是风筝的线和拉风筝的人，综合保障就是放风筝的小拖车。”向锦武笑着比喻。

近年来，低空经济规模不断扩大。向锦武分享的一组数据显示：我国低空经济规模有望在 2025 年底突破 1.5 万亿元。它的投入产出比与就业带动比分别高达 1:10 和 1:12，且科技含量高、创新要素集中，具有鲜明的新质生产力特征。

在向锦武看来，大力推行低空经济发展，就是在加快构建高低搭配、布局合理、功能互补、有人无人协同的低空经济装备体系。“当前，低空经济将以低空空域为依托，以无人机为主导，以基础设施网、空中航路网、空域管理网、通信导航网、低空服务网五网融合的低空智联网为保障发展。装备的无人化、电动化、智能化、网络化是它的主要特征和发展趋势。”

作为低空经济产业的重要增长极，无人机、低空智联网、无人电动垂直起降飞行器（eVTOL）被看作是低空经济的未来三大基石产业装备。“我们发展低空经济，就是要大力开展‘修天路、筑天网、造天车’的智慧低空新基建。”向锦武指出。

据介绍，“无人机 + 应用”场景丰富，其中，生产作业类应用已经得到深度拓展，公共服务类应用正在成熟，航空消费类应用亦正加速探索。

随着城市交通开启空中篇章，先进的无人机技术结合交通大数据，利用数字融合技术，发展无人驾驶 eVTOL 等，正成为提高效率、减少拥堵的重要手段。“传统交通基础设施建设成本高企，传统交通出行方式下到达目的地所耗费的时间却越来越长，进入数字化时代，我们发展立体交通成为可能，无人 eVTOL将成为未来交通体系的重要组成部分，航线只需数字化建设和管理，不仅发展潜力大，更契合人类快速出行的需求。”

在无人物流空运领域，以小型多旋翼无人机为主的新运输工具逐渐成为物流运输最后十公里的新手段。以固定翼无人机为主要工具，以省级指控中心为核心、县区乡镇集散中心为分支，全国无人航空运输网络正在构建，尤其在中国西部地区将大幅升级现有末端运输效率。

“总体上看，有人通用航空平台的运行基础设施快速发展，管理法规基本完善，从政策历史上看正处于前所未有的大好时机。民用无人机则经历了管理法规从无到有，进入了规范有序发展时期，虽未完善，但因其产业链基本处于国内，展现出了较好的自主性。”向锦武指出。

观众在 2024 低空经济发展大会创新成果展区了解一款电动垂直起降飞行器（摄影 / 新华社 傅天）

低空经济驱动下的无人机系统关键技术与挑战

“发展低空经济的目的，是把原来人不好干、人干效率低或是某些新兴业务场景交由机器来干活儿。说白了，它就是去做事的。如何让工具更加智能化，是行业管理者和产业链上下游的技术研发人员需要重点考虑的事情。”向锦武认为。

那么，更加智能化的无人机系统亟待破解哪些关键技术？

在向锦武看来，作为关键技术之一的智能化飞行平台，要能够自主态势感知、自主飞行控制，具备一定的“自我意识”，在低空智联网中实现平台优势最大化，并推动传统互联网络向万物智能互联网络演进。这需要有先进的控制理论和人工智能技术为之赋能，并由此提高其智能化水平。

“态势感知技术是智能化平台的关键基础。”向锦武认为，它要能对任务执行区域信息进行快速、准确、完整地获取，分析任务区域的整体态势，为后面的自主决策提供强有力的信息支撑。“例如，当无人机感知到正下方有一群人，就不会往人堆里砸，而是会自主找到一个没人且平整的地方降落，既保障了公共安全，又能保护飞行器自身安全。”

在非受控环境下的高度自主控制，通过在线感知外部态势，自主决策并执行任务，自主控制技术被向锦武看作是整个智能化飞行平台的技术核心。“无人机自主控制等级一般分为十级，前四级强调平台自主，五至七级强调多机自主，后三级则强调集群自主。发展低空经济基本只要用到第五级‘多机协调’。”

此外，eVTOL 动力系统普遍采用分布式电推进技术，电推进系统和电池技术的突破是关键。“现在的 eVTOL受电池技术影响，航时航程达不到经济性要求，我们要对高功率密度电池、发电机、电动机技术以及超导电能传输技术进行突破，进而提高飞行器航时与航程。”向锦武提出。

低空智联网是无人机系统的又一关键技术。利用移动通信架构低成本的低空智联网，随时感知空中交通态势，可为低空飞行装备提供信息支撑，实现在任意时间、地点与飞行平台、地面设施的信息交互，保证“风筝线”不断，进而确保对空中飞行平台遥测、控制、跟踪定位和信息传输。“这是实现发展低空经济的重要一环，也是低空经济创新发展的基石，核心主体包括通信、导航、监视。”向锦武介绍。

守护低空秩序，铸就无人机设计安全防线，系统高安全性同样重要。“作为低空经济装备，飞行平台的多样化设计虽然能保障灵活应对多种任务，但也导致安全标准难以统一，需要从结构强度、抗风设计、防差错接口、锐边钝化等多角度全面规范无人机平台的安全性。”

向锦武进一步阐述，飞行平台安全自主飞行的关键在于设计稳定、智能的控制系统。遇到紧急情况时，它能够自主并实时进行环境监测、障碍识别、风险规避，能迅速决策和应急处置，确保安全飞行。

此外，为确保高安全性，目前发展低空经济的装备主要是锂离子电池、氢能源电池、燃油动力系统等。“不同于电动车在地面运行主要是二维交通，电动无人机一旦在空中跌落，如何保持十米自由落体不起火、不爆炸，诸如此类的安全要求都要加强研究。”

测控与信息传输系统的安全是无人机稳定飞行和任务执行的基础，涉及自身数据和链路保护，也包括非合作无人机的识别和处置等。如何保障信息安全，亦需重视电子围栏、远程识别、数据链保护和环境交互等方面因素。

“无人机系统要‘飞好’，首先要‘管好’。要发展自主化、智慧化的低空服务、流量管理和空域管理，通过大数据、物联网、云计算、人工智能等技术与空管技术深度融合，建立低空空域管理与飞行服务保障体系，从网联化基础设施、精细化空域管理、智能化飞行控制、主动式风险防控及协同式运行监管多角度入手，实现‘飞 - 控 - 传 - 感 - 管 - 服’一体的智慧模式，智慧空管的特点在于数字化、智能化和智慧化。”向锦武提出。

在深圳市血液中心，无人机启程前往中山大学附属第八医院（摄影 / 新华社 毛思倩）

高质量发展路径：政策引领、应用创新、智慧基建与科技驱动

为通航产业高端化、智能化、绿色化的高质量发展注入动力，向锦武提出了四条发展举措。

第一，需以政策引领，激发新质生产力。他呼吁，尽快制定相关法规和标准，以确保低空无人飞行装备的安全性、空中交通管理、飞行许可等方面得到保障，推进相关扶持政策和执法措施，营造低空经济商业生态。

第二，需拓展应用，打造产业发展创新生态。“我们必须从应用端入手，在应用中发现问题、解决问题，在应用中创新。”向锦武指出，“民用无人机是低空经济发展的‘领头雁’，应用场景广阔，产业规模巨大。低空网络、数据、监管等‘新基建’衍生服务亦将有极大的发展潜力。例如，城市空中交通是 eVTOL 重要落地场景，早期它的应用场景可能更多是物流，将其变成一个会飞的吊车或是会飞的灭火器，进行数据搜集和安全测试，为未来载人做好准备。”

第三，需加强领导、加大投入，完善低空智慧‘新基建’。在向锦武看来，低空智能融合基础设施建设是高质量发展低空经济的核心和基础，“无人机装备要利用低空智联网保障其飞行，该智联网建设就要以政府为主导，明确低空智慧基础建设的总体目标和规划，推进建立统一标准化的低空基础设施和共享融合机制，鼓励不同部门和单位之间的合作与协同，提高设施利用效率，降低

运营成本。”在加大投入方面，须从路到网，以点到面。向锦武建言，应着力基础设施网、空中航路网、通信导航网、空域管理网和低空服务网等五网融合，着重强调基础设施网的高可靠性、强连接能力和可拓展性，提升空中航路网的安全性和高效性，发挥通信导航网的定位精度高、覆盖范围广、可自主路径规划能力，增强空域管理网的航线协调能力和空域分配效率，促进低空服务网资源共享、信息互联，并不断改进用户体验，共同助力掀开低空经济发展新篇章。

第四，需创新驱动，前沿科技赋能发展。低空通航装备的飞行过程需要智能系统保障，低空交通网亦需要互联网络支持，“我们还要进一步发展先进通信、导航技术以及复杂气象环境下的感知与智能决策技术，为低空经济发展升级注入动力。”

仍需重视的是，低空通航涉及大量的数据搜集、传输和处理，必须强化数据安全保护技术，建立数据安全管理制度，采取有效的加密和防护措施，防止数据泄露和滥用。

“这个方面包括制定法规和制度保障，完善敏感数据分级处理流程，建立统一的数据安全策略和应急预案；统筹数据管理，实施航路数据加密存储，集中化密钥管理，确保数据出入有迹可循；强化技术研究，抵御干扰威胁，防范引起公共安全问题，重视对软 / 硬件加密算法的开发研究，及时修补安全漏洞；转变理念，搭建平台，与专业安全机构建立合作平台，共同推动低空通航数据安全发展。”

回顾 2024 年 9 月，天津滨海国际机场连续两日因“无人机黑飞”影响公共安全因素，导致大面积航班延误和备降一事，向锦武语重心长：“如今因无人机门槛较低，高中生跑市场上买点产品就能够搭建一个自己的无人系统。但如果在产品源头上，在导航芯片集、移动通信芯片集就加上电子围栏，大家自行组装的无人机无法在民用机场一类场景附近起飞，也是实现保障低空经济安全有序的有益手段之一。”

“发展低空经济不能一方面发展了经济，一方面又给国家和社会添乱，必须从源头上加强技术研究，切实保障行业可持续发展。”向锦武强调。

文 / 本刊记者 陈楠枰

来源：《交通建设与管理》杂志2025年 第2期