低空安全走廊理论与应用(低空安全与无人机攻系统系列教材)

本书结合低空安全领域发展现状和存在的问题，阐述了构建低空安全走廊（低空高速公路）的必要性，论述了低空安全走廊的基础理论与技术支撑、应用平台设计与构建、产业生态与规划。本书基于低空安全走廊理论与应用方面的研究成果，以低空安全走廊理论知识为主线，以阐述设计思想为核心，从系统、平台、生态到产业规划，逐层阐述，综合多学科知识，理论框架合理，应用平台与产业生态结合紧密，既有较强的理论性，又有鲜明的实用性。 本书适用于低空安全领域的本科及研究生人才培养，也可为低空安全产业从业人员提供基础理论参考和工程应用借鉴。

无

第1章低空空域概述001 1.1低空空域现状001 1.2国外研究进展002 1.3国内研究进展003 1.4低空空域建设思路004 1.5低空安全隐患005 1.6低空安全处置007 本章小结008 第2章低空安全走廊划定009 2.1低空安全走廊划定基本原则009 2.2空域单元图形符号010 2.3电子围栏012 2.4激光点云数据与低空安全走廊划定技术016 本章小结018 第3章空间交通网络生成019 3.1空间交通网络动态更新019 3.1.1数据变化类型分析020 3.1.2增量信息模型建立023 3.1.3线状要素增量更新制图025 3.1.4增量信息制图设计与实现028 3.2起降区域的低空安全走廊快速三维建模030 3.2.1系统设计032 3.2.2实例分析036 3.3低空空域三维坐标038 3.4低空空域区域划分039 3.5低空交通网络040 3.5.1城市低空交通网络040 3.5.2沿海地区低空交通网络043 3.5.3无人区低空交通网络043 本章小结043 第4章空间交通路由规划044 4.1复杂低空环境下的飞行器路径规划044 4.2多机协同任务规划与决策045 4.3低空安全走廊航图绘制047 4.3.1低空空域目视航图048 4.3.2低空空域数字航图制作049 4.3.3低空安全走廊告警航图可视化050 4.3.4存在的问题与研究趋势052 4.4低空安全走廊路由规划053 4.5低空安全走廊路由变更054 4.6低空安全走廊飞行流量监控055 本章小结057 第5章飞行动态监视058 5.1无线电监测与测向定位058 5.1.1无线电监测的功能和分类059 5.1.2无线电监测的基本流程059 5.1.3无线电测向的含义和分类060 5.1.4测向原理及测向体制061 5.1.5测向体制的比较064 5.1.6无线电监测与测向系统组成065 5.1.7无线电监测与测向技术在无人机监管中的应用066 5.2雷达探测071 5.2.1雷达技术的发展071 5.2.2雷达的基本工作原理071 5.2.3基本雷达方程073 5.2.4雷达的主要种类074 5.2.5雷达技术在无人机监管中的应用076 5.3光电探测078 5.4ADS-B自主监视079 5.4.1ADS-B系统组成079 5.4.2ADS-B数据链路080 5.4.3ADS-B无人机监视架构083 5.4.4存在的问题和应对措施084 5.5无人机通信系统与低轨卫星通信085 5.5.1无人机通信需求085 5.5.2无人机通信模式086 5.5.3低轨卫星通信系统（LEO）发展现状089 5.5.4LEO卫星通信在无人机通信中的应用090 本章小结093 第6章飞行器飞行控制094 6.1环境感知与认识095 6.1.1多模态智能感知095 6.1.2类脑感知096 6.1.3无人机环境感知097 6.2信息交互与飞行控制098 6.2.1无人机系统信息交互098 6.2.2控制任务分析100 6.2.3飞行控制流程101 6.2.4无人机控制自主化与信息网络化102 6.3无人机自主控制原理103 6.3.1自主控制过程103 6.3.2飞行控制系统103 6.3.3地面控制站104 6.4无人机自主飞行控制策略105 6.4.1飞行规划与重规划105 6.4.2分层控制结构106 6.4.3自主着陆107 6.5无人机自主飞行控制亟待解决的问题108 本章小结109 第7章综合服务平台关键理论110 7.1三维场景数据可视化110 7.1.1空间实景三维可视化展示111 7.1.2空间虚景三维可视化展示113 7.1.3多源异构数据可视化展示114 7.2人机智能融合与自适应学习116 7.2.1人工智能与人机交互116 7.2.2自适应学习118 7.3综合运营管理平台120 本章小结121 第8章气象保障122 8.1低空安全走廊运营的气象干扰122 8.2低空安全走廊气象保障系统124 8.2.1飞行气象保障需求分析124 8.2.2飞行气象保障系统125 8.2.3气象要素监测127 8.3低空安全走廊气象情报辅助决策134 8.3.1信息内容134 8.3.2信息格式134 8.3.3信息流程135 8.3.4安全规范136 本章小结136 第9章低空安全走廊应用平台137 9.1低空安全走廊交通管理平台137 9.1.1飞行器交通管理平台建设方案138 9.1.2平台建设内容139 9.1.3TD-LTE系统信令流程仿真平台设计140 9.2低空安全走廊移动终端数据处理149 9.2.1硬件选型149 9.2.2开发平台环境149 9.2.3通信方式选择149 9.2.4技术验证152 9.3低空安全走廊运营的大数据与区块链融合技术153 9.3.1低空安全走廊运营中的大数据与区块链153 9.3.2低空安全走廊中的区块链与大数据融合运营157 9.4低空安全走廊产业应用159 9.4.1空管领域应用159 9.4.2公安领域应用161 9.4.3环保领域应用163 9.4.4应急领域应用164 9.4.5水利领域应用165 9.4.6农业领域应用167 9.4.7交通运输领域应用168 9.4.8其他领域应用170 本章小结171 第10章安全保障172 10.1低空安全走廊运营的风险分析172 10.2多传感器探测及预警侦察172 10.2.1多传感器探测网信息融合的概念和意义172 10.2.2多传感器信息融合的基本原理174 10.2.3多传感器信息融合的级别175 10.2.4多传感器信息融合的应用场景176 10.2.5多传感器信息融合与无人机监管流程176 10.2.6多传感器信息融合与无人机预警侦察177 10.2.7多传感器探测网及典型预警侦察系统178 10.2.8发展趋势179 10.3大数据分析与低空安全防范180 10.3.1大数据开启无人机低空监管新时代180 10.3.2无人机一体化指挥监控181 10.3.3大数据融合分析188 10.4人工智能与无人机集群反制191 10.4.1无人机集群威胁对公共安全管理带来的挑战192 10.4.2无人机集群威胁的警务应对策略193 10.5低空安全走廊相关的法律法规保障196 本章小结199 第11章低空安全走廊产业前景展望200 11.1低空安全走廊产业概述200 11.2低空安全走廊产业总体规划思路200 11.3低空安全走廊理论探索与产业实践203 11.4低空安全走廊产业亟待解决的问题205 本章小结206 参考文献207