想象一下以下场景：安检无人机在高架桥下沿着预定路线飞行，检查桥梁结构。突然，全球导航卫星系统信号丢失，飞机开始不受控制地漂移，险些与码头相撞。与此同时，一架电子商务送货无人机正在穿过摩天大楼环绕的城市峡谷。准备投递包裹时，卫星信号被建筑物遮挡，导致定位失败，悬停不稳定，无法精准着陆——这就是城市低空飞行中常见的“信号黑洞”问题。
在城市峡谷、桥下、高架桥区域等城市场景中，GNSS（全球导航卫星系统，包括GPS）信号经常出现故障，主要原因有两个：一是高层建筑、桥梁结构等硬质表面反射卫星信号时产生多径效应，导致信号多次延迟，定位误差急剧增大。其次，当钢筋混凝土完全遮挡卫星信号时，就会发生信号阻塞，导致“卫星丢失”，无人机失去导航参考。这对于精度和稳定性要求较高的城市治安巡逻和低空电商配送来说，存在致命的安全风险。
毫米波雷达是 GNSS 拒绝环境（GPS 拒绝环境）中唯一稳定的传感源。它通过主动感知能力、抗干扰性能和全天候运行能力，本质上解决了城市低空信号黑洞的导航问题，为无人机提供了“可靠的眼睛和一把量尺”。
毫米波雷达技术是解决城市无人机信号黑洞的根本逻辑。
毫米波雷达因其独特的技术原理和优势而成为城市峡谷无人机雷达的首选解决方案，完全独立于 GNSS 依赖。
主动感知：无需卫星的“自主导航”
毫米波雷达利用 30-300 GHz 的高频电磁波和反射回波来计算目标距离、速度和角度，无需卫星信号。即使在建筑物峡谷中GNSS完全丢失，雷达仍然可以扫描周围建筑物、桥梁等结构，提供实时定位数据，协助无人机保持姿态并稳定飞行。
专为复杂城市环境而设计，高精度、抗干扰。
毫米波雷达采用调频连续波 (FMCW) 技术，可实现厘米级距离精度和低至 0.067 m/s 的速度分辨率。它能够识别建筑物之间的狭窄走廊以及钢高架桥结构。更重要的是，毫米波可以穿透雨、雾和灰尘，不受照明条件的影响，即使在夜间安全巡逻任务或恶劣天气的交付飞行中也能确保一致的性能。这可以防止视觉传感器和激光雷达在极端环境下出现性能下降。
核心能力路径：从动态避障到环境建模
毫米波雷达利用四种关键技术方法打造综合感知系统，应对无人机信号黑洞飞行挑战：
高精度环境建模：利用电磁波生成高分辨率点云，绘制3D障碍物轮廓，提取角点和平面特征，创建实时环境模型。
自主定位和导航：利用多普勒效应测量相对运动，利用 IMU 数据进行航位推算，并与预存地图进行特征匹配，实现无 GNSS 定位。
动态避障和路径规划：实时检测障碍物距离、速度和方向，预测碰撞风险，自动调整飞行路径，避开建筑物和桥墩。
抗干扰、全天候能力：不受光照和天气影响，采用算法抑制电磁干扰，保证准确性。
场景化解决方案：三个城市低空信号黑洞环境的具体应用
不同的城市低空信号黑洞环境表现出不同的特征。毫米波雷达提供针对性的解决方案，完美满足安防巡逻和电商配送的需求：
城市峡谷：避障与路径规划双重保证
高层密集区域不仅信号干扰严重，还有突出的阳台、空调、广告牌等。送货无人机避开横向突出物，确保安全穿越城市峡谷，而安保无人机则通过毫米波雷达的360度全向扫描，实时检测静态障碍物，并与人工智能规划算法相结合，在建筑物之间的缝隙中保持稳定飞行。
桥梁/高架桥下：精准定位和姿态稳定的核心支撑。
桥下区域几乎完全被 GNSS 遮挡，并且包含钢框架和悬吊管道等复杂结构。为了实现高精度相对定位，毫米波雷达通过地形匹配将扫描的结构特征与预先存储的3D地图进行比较。配合IMU，持续输出位置和速度值，防止无人机漂移或坠毁，完全满足高架桥下安检需求。
着陆区：厘米级精准投送的最后一道防线。
最后一英里电子商务配送的着陆区通常存在信号问题。毫米波雷达向下扫描厘米级高度和定位精度，确保稳定垂直下降，避免地面碰撞或不稳定悬停，实现包裹精准投递。
现实世界支持：安全巡逻和交付的优化操作
城市安全巡逻：动态目标识别、全区域覆盖。
安全巡逻需要“零盲点监控”，这在 GNSS 信号较差的区域（桥梁和高架路下）经常需要。毫米波雷达提供稳定的导航和避障功能，使无人机能够在建筑物附近飞行，同时检测人员和车辆等可疑移动物体。它通过使用摄像头实现跟踪和高清成像。雷达引导无人机跟踪高架桥下方盲点中的移动目标，弥补传统监视缺陷。
低空电商配送：全天候稳定精准投递
电商配送需要高效率和安全性。毫米波雷达从三个方面改善操作：全天候能力、远距离探测与精细近距离避障相结合，以及克服最后10米定位挑战的精确着陆。
技术融合：创建更可靠的感知系统
为了提高可靠性，毫米波雷达在实际应用中经常与惯性导航和视觉导航相结合。例如：
凌云U15无人机通过毫米波雷达和MEMS IMU的结合，实现在GNSS拒绝环境下的长时间导航，导航精度超过10米。
MIT 的 MiFly 系统使用双偏振毫米波雷达和 IMU 融合计算 6 自由度无人机位姿，即使在非视距环境中，中位定位误差也为 7.2 厘米。
随着城市低空经济的快速扩张，毫米波雷达将进一步发展：更小的芯片和更低的成本将使其成为消费级无人机的标配； AI优化将提升雷达环境识别能力。
摘要
毫米波雷达以其主动感知、高精度、抗干扰、全天候能力，彻底解决城市峡谷、高架桥、桥下等“信号黑洞”区域因GNSS丢失而带来的无人机飞行挑战。它是城市治安巡逻的“可靠伙伴”，实现零盲点巡检；也是低空电商配送的“核心赋能者”，确保精准投递。毫米波雷达作为城市峡谷无人机雷达的首要解决方案，正在重新定义城市低空飞行安全，赋能低空经济蓬勃发展。