無人機運行監管技術發展與應用
廖小罕,許浩
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商品描述
本書主要從地理信息科學與技術體系角度，面向低空無人機運行和應用的管理技術進行研討，其結論與相關論述對於高空、長航時多類別無人航空器的監管也有借鑒作用。全書分為6章：第1章從交通工具的發展和監管歷史推導到當代無人機的興起和監管；第2～6章主要介紹國家無人機監管法律法規的有關背景和管理策略，分析目前支撐無人機運行的時空基準和導航定位等基礎性技術，介紹當前已經批準投入使用的監管技術和未來具有發展潛力的新技術，總結無人機典型應用場景和保障技術及有關技術規範，並展望若乾未來發展前沿技術。
目錄大綱
目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 交通工具的發展和監管：歷史的啟示 1
1.2 當代無人機的興起和監管 2
1.3 本書主要內容和意義 6
第2章 管理策略與手段 7
2.1 相關法律法規 7
2.1.1 無人機監管規章標準發展現狀與趨勢 7
2.1.2 針對運行風險進行分類的法律法規體系 9
2.1.3 以運行為核心構建的法規標準體系 10
2.2 無人機與融合空域管理體系建設發展 11
2.2.1 協同推進監管與服務體系建設 12
2.2.2 實現基於運行風險的無人機運行和運行管理體系建設 14
2.2.3 需求牽引創建無人機服務保障體系 15
2.3 低空空域開放進程 16
2.3.1 國內低空空域開放的發展歷程 16
2.3.2 國內外低空開放對比分析 17
2.3.3 低空空域開放與無人機監管 19
2.4 無人機生產製造唯一產品識別碼標準規範 20
2.4.1 無人機唯一產品識別碼相關法規及產業基礎 20
2.4.2 相關產業發展政策 21
2.4.3 無人機唯一產品識別碼相關標準 21
2.4.4 國際工作進展 22
2.4.5 國內工作進展 23
2.4.6 無人機“一機一碼”示範驗證平臺 24
2.5 無人機統一登記註冊工作的推進 25
第3章 時空信息與通信基礎性技術 30
3.1 時空基準 30
3.1.1 空間信息的基準統一 30
3.1.2 時間信息的基準統一 32
3.1.3 無人機監管運行中的時空基準 34
3.2 地理網格技術 34
3.2.1 網格剖分基本方法 34
3.2.2 GeoSOT 剖分框架 36
3.2.3 空間網格在無人機空間監管的應用 40
3.3 無人機精準位置服務 44
3.3.1 無人機軌跡/飛行狀態實時感知與快速查詢服務 45
3.3.2 地理圍欄依賴的無人機自適應推送式位置服務 46
3.3.3 無人機航跡自動規劃與智能協同優化服務 47
3.3.4 無人機精準位置服務中隱私處理技術 48
3.4 低空航圖製作 50
3.4.1 制圖數據基礎 50
3.4.2 制圖要素組成 51
3.4.3 制圖基本原則 52
3.4.4 制圖關鍵技術 53
3.5 低空空域精細化劃分關鍵技術 55
3.5.1 無人機飛行空域精細劃分技術路徑 55
3.5.2 低空空域精細劃分關鍵技術 55
3.6 無人機多模式通信技術 58
3.6.1 點對點通信 59
3.6.2 蜂窩移動通信 61
3.6.3 衛星通信 62
第4章 監管技術 64
4.1 雲端監管技術 64
4.1.1 無人機定位與狀態信息雲端推送技術 64
4.1.2 無人機雲系統接口數據規範技術 65
4.1.3 無人機雲交換平臺 66
4.2 臨場監管技術 66
4.2.1 臨場探測技術 66
4.2.2 臨場反制技術 68
4.3 地理圍欄和動態更新技術 70
4.3.1 地理圍欄 70
4.3.2 地理圍欄標準 71
4.3.3 地理圍欄的基本概念 71
4.3.4 地理圍欄的構型與有效時間 72
4.3.5 地理圍欄的數據更新要求 74
4.4 無人機雲系統 74
4.4.1 已獲民航局批準運行的無人機雲系統 74
4.4.2 無人機雲系統的運行情況 80
4.5 無人機交通管理 82
4.5.1 無人機交通管理研究背景 82
4.5.2 識別、監視與反制等技術 84
4.5.3 無人機交通管理系統 90
第5章 應用與保障技術 95
5.1 對地觀測與遙感技術應用 95
5.1.1 遙感測繪作業與管理 95
5.1.2 資源環境觀測和管理 97
5.1.3 公共安全和管理 98
5.1.4 應急救援和管理 99
5.1.5 管網巡護和管理 101
5.1.6 農林植保和管理 102
5.1.7 物流運輸和管理 103
5.1.8 疫情防控和管理 104
5.1.9 低空遙感組網應用與管理 106
5.1.10 大氣探測技術及應用 108
5.1.11 驗證場測試飛行與管理技術 109
5.2 安全飛行氣象保障服務 111
5.2.1 低空飛行氣象保障體系現狀和特點 111
5.2.2 影響無人機飛行安全氣象因子 112
5.2.3 低空飛行安全氣象監測系統 114
5.2.4 低空飛行安全數值預報系統 115
5.3 無人機（遙感）綜合驗證場規劃建設和標準規範 116
5.3.1 綜合驗證場基本構成 117
5.3.2 國外綜合驗證場發展現狀 118
5.3.3 國內綜合驗證場和實驗區建設發展情況 120
5.3.4 綜合驗證場標準規範發展情況 126
第6章 運行監管若乾前沿技術 128
6.1 空域融合發展進程與技術 128
6.1.1 國內發展動態 128
6.1.2 國際發展動態 129
6.2 面向應用的無人機空港規劃佈局技術 140
6.2.1 無人機空港規劃佈局背景 140
6.2.2 國內外研究進展 141
6.2.3 無人機空港（試驗基地）規劃佈局的關鍵問題 142
6.3 低空公共航路規劃構建技術 145
6.3.1 國內外低空航路規劃研究進展 145
6.3.2 國內低空公共航路規劃背景 147
6.3.3 低空公共航路規劃關鍵技術 147
6.4 面向無人機運行監管的5G 通信技術 153
6.4.1 國內無人機監管通信技術進展 153
6.4.2 無人機運行監管中的5G 關鍵技術 154
6.4.3 5G 網聯無人機解決方案探索 155
6.5 無人機雲端管控系統關鍵技術 158
6.5.1 雲數據交換平臺構建技術 159
6.5.2 無人機飛行沖突消解和隔離 160
6.6 無人機交通管理系統發展方向 161
6.6.1 無人機空中交通管理系統體系框架發展趨勢 162
6.6.2 交通管理系統關鍵技術發展趨勢 164
6.7 集群組網技術 166
6.7.1 無人機集群組網關鍵技術 167
6.7.2 無人機組網遙感觀測起源與進展 171
6.7.3 無人機區域組網遙感觀測重大突破 172
參考文獻 174
縮略詞匯表 180
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 交通工具的發展和監管：歷史的啟示 1
1.2 當代無人機的興起和監管 2
1.3 本書主要內容和意義 6
第2章 管理策略與手段 7
2.1 相關法律法規 7
2.1.1 無人機監管規章標準發展現狀與趨勢 7
2.1.2 針對運行風險進行分類的法律法規體系 9
2.1.3 以運行為核心構建的法規標準體系 10
2.2 無人機與融合空域管理體系建設發展 11
2.2.1 協同推進監管與服務體系建設 12
2.2.2 實現基於運行風險的無人機運行和運行管理體系建設 14
2.2.3 需求牽引創建無人機服務保障體系 15
2.3 低空空域開放進程 16
2.3.1 國內低空空域開放的發展歷程 16
2.3.2 國內外低空開放對比分析 17
2.3.3 低空空域開放與無人機監管 19
2.4 無人機生產製造唯一產品識別碼標準規範 20
2.4.1 無人機唯一產品識別碼相關法規及產業基礎 20
2.4.2 相關產業發展政策 21
2.4.3 無人機唯一產品識別碼相關標準 21
2.4.4 國際工作進展 22
2.4.5 國內工作進展 23
2.4.6 無人機“一機一碼”示範驗證平臺 24
2.5 無人機統一登記註冊工作的推進 25
第3章 時空信息與通信基礎性技術 30
3.1 時空基準 30
3.1.1 空間信息的基準統一 30
3.1.2 時間信息的基準統一 32
3.1.3 無人機監管運行中的時空基準 34
3.2 地理網格技術 34
3.2.1 網格剖分基本方法 34
3.2.2 GeoSOT 剖分框架 36
3.2.3 空間網格在無人機空間監管的應用 40
3.3 無人機精準位置服務 44
3.3.1 無人機軌跡/飛行狀態實時感知與快速查詢服務 45
3.3.2 地理圍欄依賴的無人機自適應推送式位置服務 46
3.3.3 無人機航跡自動規劃與智能協同優化服務 47
3.3.4 無人機精準位置服務中隱私處理技術 48
3.4 低空航圖製作 50
3.4.1 制圖數據基礎 50
3.4.2 制圖要素組成 51
3.4.3 制圖基本原則 52
3.4.4 制圖關鍵技術 53
3.5 低空空域精細化劃分關鍵技術 55
3.5.1 無人機飛行空域精細劃分技術路徑 55
3.5.2 低空空域精細劃分關鍵技術 55
3.6 無人機多模式通信技術 58
3.6.1 點對點通信 59
3.6.2 蜂窩移動通信 61
3.6.3 衛星通信 62
第4章 監管技術 64
4.1 雲端監管技術 64
4.1.1 無人機定位與狀態信息雲端推送技術 64
4.1.2 無人機雲系統接口數據規範技術 65
4.1.3 無人機雲交換平臺 66
4.2 臨場監管技術 66
4.2.1 臨場探測技術 66
4.2.2 臨場反制技術 68
4.3 地理圍欄和動態更新技術 70
4.3.1 地理圍欄 70
4.3.2 地理圍欄標準 71
4.3.3 地理圍欄的基本概念 71
4.3.4 地理圍欄的構型與有效時間 72
4.3.5 地理圍欄的數據更新要求 74
4.4 無人機雲系統 74
4.4.1 已獲民航局批準運行的無人機雲系統 74
4.4.2 無人機雲系統的運行情況 80
4.5 無人機交通管理 82
4.5.1 無人機交通管理研究背景 82
4.5.2 識別、監視與反制等技術 84
4.5.3 無人機交通管理系統 90
第5章 應用與保障技術 95
5.1 對地觀測與遙感技術應用 95
5.1.1 遙感測繪作業與管理 95
5.1.2 資源環境觀測和管理 97
5.1.3 公共安全和管理 98
5.1.4 應急救援和管理 99
5.1.5 管網巡護和管理 101
5.1.6 農林植保和管理 102
5.1.7 物流運輸和管理 103
5.1.8 疫情防控和管理 104
5.1.9 低空遙感組網應用與管理 106
5.1.10 大氣探測技術及應用 108
5.1.11 驗證場測試飛行與管理技術 109
5.2 安全飛行氣象保障服務 111
5.2.1 低空飛行氣象保障體系現狀和特點 111
5.2.2 影響無人機飛行安全氣象因子 112
5.2.3 低空飛行安全氣象監測系統 114
5.2.4 低空飛行安全數值預報系統 115
5.3 無人機（遙感）綜合驗證場規劃建設和標準規範 116
5.3.1 綜合驗證場基本構成 117
5.3.2 國外綜合驗證場發展現狀 118
5.3.3 國內綜合驗證場和實驗區建設發展情況 120
5.3.4 綜合驗證場標準規範發展情況 126
第6章 運行監管若乾前沿技術 128
6.1 空域融合發展進程與技術 128
6.1.1 國內發展動態 128
6.1.2 國際發展動態 129
6.2 面向應用的無人機空港規劃佈局技術 140
6.2.1 無人機空港規劃佈局背景 140
6.2.2 國內外研究進展 141
6.2.3 無人機空港（試驗基地）規劃佈局的關鍵問題 142
6.3 低空公共航路規劃構建技術 145
6.3.1 國內外低空航路規劃研究進展 145
6.3.2 國內低空公共航路規劃背景 147
6.3.3 低空公共航路規劃關鍵技術 147
6.4 面向無人機運行監管的5G 通信技術 153
6.4.1 國內無人機監管通信技術進展 153
6.4.2 無人機運行監管中的5G 關鍵技術 154
6.4.3 5G 網聯無人機解決方案探索 155
6.5 無人機雲端管控系統關鍵技術 158
6.5.1 雲數據交換平臺構建技術 159
6.5.2 無人機飛行沖突消解和隔離 160
6.6 無人機交通管理系統發展方向 161
6.6.1 無人機空中交通管理系統體系框架發展趨勢 162
6.6.2 交通管理系統關鍵技術發展趨勢 164
6.7 集群組網技術 166
6.7.1 無人機集群組網關鍵技術 167
6.7.2 無人機組網遙感觀測起源與進展 171
6.7.3 無人機區域組網遙感觀測重大突破 172
參考文獻 174
縮略詞匯表 180
