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破解低空“隐形威胁”:将电磁环境化为可计算、可管理的安全网格
在低空经济蓬勃发展、精细化安全管理需求激增的背景下,构建覆盖全域、全时段的“低空全息网格”已成行业共识,然而,电磁环境这一关键要素常被忽视:看不见、摸不着,却直接决定飞行通信、导航、感知链路能否稳定工作的电磁环境。唯有将这一“隐形变量”成功融入网格体系,使其变得“看得见、算得准、管得住”,才能真正筑牢低空安全运行的数字底座。
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为什么电磁必须"入格"?从隐形威胁到显性资产
低空环境具有高度的空间差异性与动态多变性。一条航线在不同的园区、高度层或时段,其安全运行的能力边界可能截然不同。传统的点状、片状管理方式已无法满足需求,必须将空间拆分为标准统一的网格单元,实现规划论证、运行发布等全流程的精准对齐与管理。
与此同时,电磁环境以其“隐形、动态、强耦合”的特性,成为低空运行中最难以捉摸的风险源。它看不见摸不着,却会无声地压缩关键链路的安全余量,导致定位漂移、指令中断等问题,最终迫使运行退回“保守限流、人工盯守”的低效模式。
因此,将电磁环境数据纳入空间网格,实现其从“隐形威胁”到“显性数字资产”的转变,是构建可信低空全息网格的必然要求。网格,正是让电磁环境变得可计算、可对齐、可追溯的核心载体。
02
何为“电磁入格”?构建标准化网格数据底座
“电磁入格”绝非简单堆砌零散的测点数据。其实质,是构建一套以网格为最小单元的标准化数据体系,确保任何业务系统在查询任意网格时,都能获得口径统一、结论一致的可信结果。这需要解决两大基础问题:定义数据内涵与统一空间基准。
首先,一个合格的电磁网格必须包含四类核心信息:
●事实信息:记录该网格内各频段、带宽对应的功率/场强、噪声底等基础数据。
●能力结论:直接给出结论,明确通信、导航等功能在该网格内是“可用”、“受限”还是“不可用”,并标注具体限制条件(如适用时段、高度、规模等)。
●风险标识:标识已知的干扰源与异常情况,进行风险分级,实现重点网格的可视化预警。
●治理属性:记载数据来源、时间戳、版本号等元数据,确保所有信息可追溯、可复核、可更新。
其次,必须实现跨系统的“网格对齐”。规划、运行、监管等不同环节必须精准指向统一的网格单元。这需要通过统一的网格空间主键(包含高度层标识;空间编码可参考GB/T39409-2020北斗网格位置码的设计思路)来实现,建立全行业互认的“空间主键”,避免因网格错位导致的数据混乱与决策失误。
全息网格底图
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如何实现“电磁入格”?三步绘制动态演进的电磁底图
如何生成这样一张既覆盖全域、又贴合现实、还能持续更新的电磁网格底图?单纯依靠理论仿真易脱离实际,仅靠有限实测又无法满足全域推演需求。因此,必须采用“仿真筑基、实测矫正、闭环优化”的融合技术路径,形成动态迭代的智能能力。
第一步:仿真筑基,生成理论基线底图
整合各类已知无线电设备的模型参数(如频率、功率、位置)与高精度地理环境数据(地形、建筑),在统一网格框架内,综合采用ITU-R推荐及经典模型,进行逐网格、逐频段的电磁传播计算。输出结果为一张理论上的“基线电磁网格底图”,清晰展示在理想参数下的信号覆盖、强弱分布与盲区短板,为前期规划选址、方案推演提供科学依据。
第二步:实测反演矫正,生成现势真实底图
通过部署地面或机载监测设备,对真实电磁环境进行测量。将采集到的实测数据,按照统一规范进行校准与格式转换,并利用智能反演算法,将其“填充”至对应的网格中,对第一步的仿真结果进行精准修正。由此生成的“现势电磁网格底图”,最大价值在于揭示了理论设计与现实环境之间的“偏差”,不仅补充了未知信号源的数据,更为后续优化提供了明确的线索。
第三步:模型迭代优化,形成闭环升级能力
将“现势底图”与“基线底图”进行系统比对,分析偏差的规律与原因。将发现的误差反馈至仿真模型参数(如传播损耗系数、环境衰减权重等),对模型进行校准和版本化更新。更新后的模型将用于生成更精准的新一代基线底图。如此循环,形成一个“数据驱动模型优化、模型提升底图精度”的闭环,使电磁网格底图从静态的评估报告,进化为一套可持续生长、越用越准的动态网格资产。
区域电磁环境网格底图
04
“电磁入格”的核心价值:赋能低空全生命周期管理
当电磁环境被成功网格化、数据化后,它将为低空经济的全流程带来革命性的支撑:
●在规划阶段,可基于设施模型在网格上计算不同频段、高度层的覆盖包络、场强分布与质量指标,精准输出不同建设方案的覆盖效果,科学定位短板网格,为设施选址、频率规划提供量化决策依据。
●在建设阶段,可将实测数据快速回填至网格,与设计预期进行比对校准,让底图从理论推演结果落地为贴合真实环境的现势数据。
●在运营阶段,网格数据与实时监测系统联动,可自动识别覆盖异常与干扰波动,将问题快速定位于具体网格、频段和时段,形成可追溯的证据链,支撑从被动响应到主动预警、联动处置的模式转变。
结语
中科星光以深厚的技术积累为根基,通过“电磁入格”这一创新技术路径,成功将无形的电磁环境转化为可计算、可管理的数字资产。其核心突破在于构建了“仿真筑基、实测矫正、闭环优化”的完整技术闭环,实现了从理论模型到真实场景的精准映射。这一闭环不仅保障了电磁网格底图的动态更新、精准可靠,更将电磁环境管理从依赖经验的“艺术”,全面迈向基于数据与算法的“科学”,确立了中科星光在该领域的技术前瞻性与领先地位。
展望未来,中科星光将从两个维度持续深化布局:在技术深化层面,持续迭代“仿真-实测-优化”闭环,深度融入人工智能、大数据等前沿技术,不断增强电磁网格体系的智能分析与态势预测能力。同时,积极推动电磁网格与空域、气象等多源数据的深度融合,构建覆盖更广、感知更全面的低空运行态势系统。在应用拓展方面,加速将“电磁入格”技术快速落地于城市空中交通、低空物流、无人机巡检等多元场景。紧密依托中科星图集团的“1+2+N+M”低空战略布局,推动电磁网格数据的标准化与跨平台共享,使其成为支撑低空经济安全、高效、规模化发展的核心数字基石。
责任编辑:赵智华
文章来源:http://www.anfangnews.com/2025/1230/13963.shtml
