В условиях ускорения строительства «умных» городов и развития низковысотного воздушного пространства во всем мире, цифровизация городского воздушного пространства стала ключевым направлением инфраструктуры. Цифровой двойник на малых высотах (LADT) служит базовой платформой для цифрового управления воздушным пространством, от нескоординированных полетов дронов до точного управления движением на малых высотах. Его разработка в значительной степени опирается на технологии радиолокационного зондирования воздушного пространства . Радар миллиметрового диапазона, обладающий высокой точностью, всепогодностью и способностью реагировать в режиме реального времени, является связующим звеном между физическим низковысотным воздушным пространством и системами цифровых двойников, продвигая города по всему миру от стадии «можно летать» к стадии «расписания», обеспечивая надежную техническую поддержку поставщикам услуг по управлению полетами и специалистам по цифровому городскому планированию.
Техническая основа: радар миллиметрового диапазона как ядро радиолокационного зондирования воздушного пространства
Суть цифровых двойников для малых высот заключается в высокоточной репликации физического воздушного пространства в режиме реального времени. Радар миллиметрового диапазона устраняет ограничения традиционных методов зондирования в сложных городских условиях, выполняя функцию «цифрового глаза» для LADT по всему миру.
Полноразмерное 4D-зондирование для картографирования воздушного пространства с точностью до сантиметра
Традиционный 3D-радар измеряет расстояние, скорость и горизонтальный угол. 4D-радар миллиметрового диапазона добавляет функцию измерения вертикальной высоты, обеспечивая сбор четырёхмерных данных: скорости, расстояния, горизонтального угла и вертикальной высоты. Благодаря угловому разрешению до 0,5° и эффективной дальности обнаружения более 150 метров, он точно отслеживает дроны, электронные вертикальные взлетно-посадочные полосы (EVOL) и статические препятствия, такие как здания, мосты и линии электропередач.
Глобальное развертывание в Европе, Северной Америке и Азии демонстрирует возможности технологии для мониторинга в реальном времени и прогнозирования траектории в городском воздушном пространстве, поддерживая передовое моделирование LADT.
Всепогодные возможности для постоянного контроля воздушного пространства
Воздушное пространство на малых высотах в городах часто сталкивается с изменениями погоды, изменением освещения, наличием застройки и электромагнитными помехами. Радар миллиметрового диапазона может надежно работать в условиях дождя, снега, тумана и слабого освещения, а также проникать сквозь некоторые диэлектрические материалы. Обработка сигналов с помощью искусственного интеллекта снижает уровень ложных срабатываний, обеспечивая постоянное отслеживание воздушного пространства для LADT и поддерживая безопасные, надежные и всепогодные полеты.
От «можно летать» до «можно планировать»: цифровая разведка воздушного пространства
На ранних этапах операций на малых высотах основное внимание уделяется безопасности полётов. На более поздних этапах требуется интеллектуальное планирование ресурсов воздушного пространства . Радар миллиметрового диапазона позволяет LADT перейти от статического воспроизведения к динамическому принятию решений, формируя ядро глобальной цифровой разведки воздушного пространства.
Сбор данных в реальном времени для синхронизированной репликации воздушного пространства
Благодаря частоте обновления 50–500 Гц и точности на уровне сантиметров, радар миллиметрового диапазона обеспечивает обновление данных о низколетящих целях с точностью до миллисекунды. В логистике, обеспечении городской воздушной мобильности и в ситуациях экстренного реагирования радар фиксирует местоположение, скорость и окружающие препятствия воздушных судов, позволяя группам быстрого реагирования динамически корректировать траекторию полета и снижать риск столкновений.
Динамическое прогнозирование траектории для интеллектуального планирования
Обработка сигналов на основе искусственного интеллекта позволяет радарам миллиметрового диапазона прогнозировать траектории полётов, обеспечивая раннее предупреждение о потенциальных конфликтах. Международные стандарты и правила всё чаще требуют от дронов автономного обхода препятствий. Прогнозирование траектории на основе радаров предоставляет модулям планирования LADT полезные данные. Например, испытания в дельте реки Янцзы и европейские инициативы по интеллектуальному воздушному пространству сократили время получения разрешений на полёты дронов с нескольких часов до нескольких секунд, что значительно повысило эффективность управления воздушным пространством.
Интеграция данных из нескольких источников для глобальной экосистемы LADT
Радар миллиметрового диапазона может интегрироваться с 5G-A, GNSS/Beidou, ADS-B и другими технологиями обнаружения для формирования гетерогенных архитектур восприятия. Низкая задержка связи обеспечивает синхронизацию данных радара с городскими или межрегиональными платформами LADT, поддерживая скоординированное планирование и превращая радиолокационное зондирование воздушного пространства в ключевой элемент глобальной экосистемы цифровых двойников.
Глобальные приложения: поддержка поставщиков услуг и городских планировщиков
Расширение возможностей поставщиков услуг по полетам на малых высотах
Интеллектуальное управление дронами: мониторинг в реальном времени и прогнозирование траектории позволяют автономно избегать препятствий и оптимизировать маршрут, повышая эффективность логистики и городской воздушной мобильности.
Оптимизация эксплуатации: LADT позволяют операторам моделировать воздушное пространство и планировать траектории полетов и сценарии непредвиденных обстоятельств, поддерживая безопасные и эффективные операции.
Услуги с добавленной стоимостью: накопленные данные о движении в воздушном пространстве могут обеспечить динамическое распределение ресурсов воздушного пространства и другие инновационные модели обслуживания.
Поддержка строительства городских цифровых двойников
Интегрированная система контроля «воздух-земля-космос»: радиолокационные сети заполняют пробел в традиционных городских цифровых двойниках, обеспечивая унифицированный мониторинг воздушных транспортных средств.
Развертывание стандартизированной инфраструктуры: Глобальные пилотные проекты демонстрируют, что радар в сочетании с интеллектуальными терминалами планирования позволяет выполнять необслуживаемые автоматизированные операции, повышая эффективность использования объекта и управления воздушным пространством.
Соблюдение нормативных требований: данные радиолокационных станций способствуют стандартизации управления полетами на малых высотах в городах, согласуясь с международными правилами использования воздушного пространства для умных городов.
Взгляд в будущее: на пути к глобально связанному низковысотному цифровому двойнику
С развитием глобальных сетей связи и навигации на малых высотах, интеллектуальных систем управления воздушным пространством и беспилотных летательных аппаратов, миллиметровые радары будут тесно интегрироваться с облачными вычислениями и искусственным интеллектом. Это позволит LADT-компаниям обеспечить полную осведомленность о ситуации, картографирование в реальном времени и интеллектуальное планирование . Ожидается, что в течение следующего десятилетия высокопроизводительные беспилотные летательные аппараты, оснащенные миллиметровыми радарами, будут получать все большее распространение, формируя технологическую основу глобальной экономики малых высот.
От «летающего» до «расписанного» — миллиметровый радар обеспечивает точный цифровой контроль воздушного пространства на малых высотах, формируя основу для LADT по всему миру. Города и операторы готовы использовать этот технологический прогресс, интегрируя физическое воздушное пространство с цифровыми двойниками для обеспечения безопасных, эффективных и масштабируемых операций на малых высотах.
FAQ (глобальная перспектива)
В1: Что такое низковысотный цифровой двойник (LADT)?
A1: LADT — это высококачественное цифровое представление городского воздушного пространства на малых высотах в режиме реального времени, используемое для управления движением беспилотников и eVTOL.
В2: Какую роль играет радар миллиметрового диапазона в системах LADT?
A2: Он обеспечивает точность на уровне сантиметров и всепогодное зондирование, фиксируя траектории движения летательных аппаратов и препятствия для поддержки синхронизации в реальном времени и прогнозирования траектории.
В3: Чем радар миллиметрового диапазона отличается от традиционных датчиков?
A3: Он предлагает всепогодные, высокоточные возможности в режиме реального времени и может интегрироваться с ИИ для улучшенного восприятия и прогностического управления, подходящего для сложных городских условий по всему миру.
В4: Как LADT интегрируются с другими технологиями?
A4: Их можно объединить с 5G-A, GNSS/Beidou, ADS-B и другими системами для обеспечения межрегиональной координации и объединения данных из нескольких источников.