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前言：低空领域相关研究主要包括低空航空器设计、低空空域规划以及飞行服务保障等多内容，其中，低空空域作为低空飞行的空中载体，是低空领域研究的重中之重。本文基于南京航空航天大学— 《低空空域规划研究现状与展望》进行梳理相应观点和建议，希望能够抛砖引玉，供业界学习参考。相应版权归原作者所有，仅供学习参考使用。【关键词】：低空；空域规划；限制因素；空域划设；航迹规划01 低空空域规划限制因素研究现状一、低空空域规划与传统空域规划的差异对比空域高度与环境关联度：低空空域主要指真高 1000m（含）以下区域，受地面环境影响极强，需应对城市峡谷、地面障碍物等复杂地形干扰；传统空域高度更高，受地面环境影响较弱，规划更侧重高空交通流调度。服务对象与运行场景：低空空域需适配无人机、有人机及二者融合运行场景，涵盖物流、文旅、医疗等多元任务；传统空域以传统航空器运行为主，场景相对单一。规划目标与发展方向：低空空域规划目标是实现 3000m 以下监视空域与报告空域有机衔接，推动结构化空域向自由化空域逐步转变；传统空域规划侧重管制效率与航班秩序，空域分类及服务标准更成熟固定。空域分类与管理模式：中国低空空域分类新增 W 类非管制空域，G、W 类空域无需复杂审批，管制更灵活；传统空域以管制空域为主，飞行计划审批与运行许可流程更严格。二、低空空域规划需考量的限制因素安全因素：含气象因素（强风、风暴等削弱航空器续航与避障能力）和地面障碍物因素（高大建筑引发信号遮挡与湍流，干扰导航与飞行稳定性）。环境因素：包括噪声污染（无人机噪声更易引发公众不适）和视觉污染（航空器密集飞行影响空中景致，降低公众接受度）。社会因素：聚焦隐私性（飞行设备易引发信息泄露担忧）与平等性（避免低空服务沦为高收入群体特权）。设施因素：涉及空管系统（自动化与 CNS 系统适配性不足）和起降场（建设标准与选址需匹配任务需求）。三、分析评述现有研究多将限制因素作为约束条件简要提及，重点分析其局限性与机理对模型的影响。环境、社会等体现绿色与人文特征的要素已受部分关注，为规划提供新视角，使解决方案更灵活。但研究存在明显不足：1）数据支撑薄弱，缺乏成熟低空数据库，通信、天气等信息难满足需求，影响评估多为定性；2）无系统性预测方法，难以量化因素变化趋势，无法实现动态规划；3）常用数学规划方法不适用于突发天气等不可控因素，应对手段有欠缺。未来需提升感知精度、研究机理，强化绿色人文目标落地。02 低空空域划设研究现状一、空域规划方法现有研究按规划方法将低空空域划设归纳为 5 类，其中管道空域、走廊空域、层级空域、块状空域为结构化空域，自由空域为非结构化空域。管道空域：以立体棋盘式等固定管道为基本构型，航空器单向运行，通过节点实现高度与航向转换。走廊空域：为含中心线和宽度的规则几何体，可设单层或多层结构，航空器双向运行且自主负责分离。层级空域：沿垂直方向划分不同高度间隔的空域层，通过垂直分离实现航空器管控。块状空域：按水平方向划分空域块，匹配城市拓扑，依赖服务提供商与冲突避免服务实现分离。自由空域：无固定结构与路线，空域资源整体分配，航空器自主负责冲突避免与分离。二、划设类型优缺点三、建议重点研究关键内容融入多元因素：现有研究多关注安全与设施因素，需在评估中纳入环境与社会因素，结合公众接受度调查与心理声学实验，调整空域尺寸、航迹走向等参数以减少负面影响。研判过渡时机与策略：需建立科学流量管理策略预警容流矛盾，制定拥堵管理方法，出台含 CNS 设施、起降场技术等的自由化空域建设指南。统一管理与协同控制：建立转型期空域运行管理方法，开发运营商共享操作平台，针对不同构型制定系统化运行规则。优化多航空器控制：研究 “大体量、多类型、可评估” 的运行控制方法，提升算法在复杂场景的适应性与定量评估能力。03 低空航迹规划研究现状一、航迹规划按规划方法分类现有低空航迹规划按规划方法可分为基于构型空间方法和基于合作与非合作方法两类，两类方法根据问题描述均有不同侧重方向。1. 基于构型空间方法该方法通过采样等方式标识三维环境中的航空器与障碍物，为航迹规划提供支撑，主要分为侧重航迹安全和侧重规划效率两类。侧重航迹安全：聚焦航空器避障与路径平滑性提升。如 Sun 等改进人工势场法的斥力函数，解决局部最优问题；王庆禄等分解障碍物斥力为速度和方向斥力，优化避障有效性与路径平滑性。侧重规划效率：采用启发式算法生成最优航迹。如 Luo 等将 JPS 算法扩展至三维栅格，实现全角度规划并提升效率；张洪海等改进 A * 算法启发函数，兼顾安全与低成本，减少规划时间。2. 基于合作与非合作方法针对动态环境下的实时性需求，基于智能优化算法等实现航迹规划，分为侧重航迹安全、侧重规划效率和侧重场景应用三类。侧重航迹安全：聚焦动态避障问题。如 Bertram 等基于马尔可夫决策过程实现高密度环境动态避撞；Yu 等融合元胞蚁群与动态窗口算法，兼顾全局路径与局部威胁规避。侧重规划效率：优化算法缺陷以提升解算效率。如王瑶等结合 A * 算法调整蚁群信息素分布；王康等改进沙猫群算法，兼顾局部与全局搜索，提升寻优速度。侧重场景应用：针对特定场景构建模型。如 Tu 等改进 Q-Learning 算法适配海洋养殖巡视；解瑞云等提出多策略鼠群优化算法，适配复杂电力检测环境。二、低空航迹规划分析评述现有研究基本实现航迹避障、智能搜索与路径平滑，但面对城市复杂环境仍存在明显不足，具体如下：四维航迹优化方法缺失：现有二维、三维算法对时间约束、航空器性能等考量理想化，需拓展涵盖三维坐标与时间的四维优化方法，适配多类型无人机队时空资源分配需求。多场景功能性算法不足：研究多聚焦特定场景，对空中出租车、紧急医疗等场景覆盖少，需开发基于强化学习等的泛用算法，实现 “一法多用” 并融合多目标模型。群体航迹抗扰动能力弱：无人机群受天气等干扰时，动态恢复与编队保持能力不足，需研发 “全流程、全自主” 的抗扰动算法，加入容错冗余机制。航迹流量规划滞后：低空航迹流量规划研究不充分，LAAT 网络存在迟滞性与多拥堵点问题，需探索流量与航迹规划的耦合方法及嵌入路径。04 建议与展望一、问题与现状空域资源供需失衡，利用率低：中国空域面积广阔但低空空域开放程度不足，城市人口主要活动区域多禁止低空飞行，与 “低空 + 文旅”“低空 + 体育” 等特色需求存在矛盾。现有低空运行试点采用保守管理模式，缺乏结合地区人口、环境及城市规划的差异化、属地化管理，导致已开放空域资源利用率偏低，难以满足大容量飞行需求。空域划设粗放模糊：《国家空域基本分类方法》仅明确空域大类及航空器最大飞行高度，低空空域内部具体构型模糊，仍采用粗放的大体块结构，仅预留基本低空任务的预先规划飞行路径。对于管制空域、传统运输机场周边等复杂区域，尚无合理空域结构支撑有人机与无人机融合运行。航迹与起降场网络未成型：受空域开放限制，低空航迹仅在局部地区存在零散路线，市级 / 省级航迹网络扩展可行性、有人机航迹规划模式及跨区航迹网络融合方法均待验证。起降场虽遵循 “干支通，全网联” 方针，但复杂空域条件下航迹网络与不同需求地区的映射关系仍需探索。数字化进程滞后：低空空域精准分配、运行监测预测、航迹实时调整等均需数字化、智能化支撑，但国内相关数字平台尚处搭建期，缺乏低空运行数据库、数字仿真系统、云端计算框架等关键模块，距空域编码化、特质化管控目标存在差距。二、建设与建议空域划设策略：近中期采用块状或管道空域划设方法，人口密集且空域稀缺区域（如长三角、珠三角）建管道空域保障安全，空域充足且人口稀疏区域（如西南、西北）建块状空域兼顾效率与经济效应。城市内部高风险区采用 “块 + 管道” 复合构型，低风险区采用 “块 + 层” 复合构型，适配不同任务需求。航迹发展路径：遵循 “点对点航迹 — 多 OD 点航迹簇 — 航迹网络” 的发展路线，近中期优先设置物流、农林植保等管理难度低的点对点航迹；交通流增大后规划航迹簇，融合冲突检测与解决方法优化组合；发展航迹网络时关注航空器异质性、城市微环境及导航稳定性的影响。基础设施建设：重点研发融合北斗卫星导航、5G-A 技术、地理围栏、无人机遥感的低空基础设施，在低空空域管理系统中增设数字孪生平台作为数据底座与服务支撑，实现空域流量预测、时变应对及突发事件响应，推动管理模式从固定向稳态平衡转变。运行与产业协同：关注低空航空器全生命周期属性，以低空经济为核心开展运行试点，构建 “盈利 + 公益” 新业态。厘清航空器全链条进程及各阶段规划需求，推动航空器与低空空域应用的耦合发展；优先开展轻小型航空器起降场标准研究，再过渡至载人类起降场及网络布局研究。原文参考：航空学报-<低空空域规划研究现状与展望>，作者（王俊潼，包丹文*，周佳怡，尚静萱，张孜芊等）附：全文如下如需原文自行下载，详见网盘链接:分享文件：【航空学报】低空空域规划研究现状与展望.pdf链接：https://pan.xunlei.com/s/VO_Pe_iR1eIFnQXcDQ68WRq8A1?pwd=r92b#/* 特别声明：全文版权归原作者所有，仅供学习交流参考。*/▼ 关联阅读 ▼新基建 | 【基础框架】低空经济基础设施框架指引（2025版）📥新基建 | 【空域规划】江苏《低空空域划设方法指南》方法论与思路新基建 | 【通导监气】通信、导航、监视、气象四大体系功能与关键技术🚩新基建 | 【低空气象】气象协会《低空空经济气象基础设施建设总体要求》🚩县域低空 | 《地方低空经济平台建设指南白皮书》解读县域低空 | 立足区域资源禀赋，如何推进县域低空发展县域低空 | 一中心·一平台·一张图，驱动县域低空农业新质生产力安全系列 | 移动-低空智能网联网络与数据安全体系白皮书（2025） 📥安全系列 | 绿盟《低空经济网络安全体系化研究报告》观点📥

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