传感器在万亿低空经济市场中的应用

低空经济是指以垂直起降飞机、无人机为载体，在垂直高度1000米以下、延伸至3000米以内的低空空域内载人、货物等作业的飞行活动。多场景低空飞行活动将催生综合经济业态，促进相关领域融合发展。

低空经济作为一种新的产业形态，勾勒出新的产业链结构。4月初，工信部等四部门联合印发《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030年）》，其中明确提到精准定位、避障、自主飞行、无缝通信监控、数字导航、智能空域管理和低空智能组网系统是行业关键技术，应急响应、物流、交通、娱乐消费、农林巡检是五个重点应用场景。

其中5G-A带来的通感一体化对于低空经济的发展至关重要。而传感器也是实现无人机、直升机和eVTOL电动垂直起降飞机等低空飞行器的重要组成部分之一。

低空飞行器中的传感器

低空飞行主要针对应急响应、物流运输、短途通勤、娱乐消费、农林巡检五大场景。这些场景都存在大量的传感器需求，例如天气监测、遥感航拍、物品运输等。此外，为了更好地控制低空飞行器的飞行，也需要大量的传感器需要。

先说5G-A。它带来的通感一体化技术简单理解就是基于现有移动通信基站实现通信，然后利用雷达的感知能力来跟踪低空飞行器。 

而定位就需应用传感器的技术，我们比较熟悉的定位就是GPS。GPS作为全球定位系统，可以提供飞机的位置信息和速度信息。是目前最先进、最准确的定位技术。在低空飞行器自主导航系统中，GPS是用于确定飞行器位置、导航和轨迹规划的基本传感器。它提供全球定位信息，帮助无人机在三维空间中准确定位。

除GPS外，低空飞机自主导航系统中使用的传感器还包括惯性测量单元（IMU）、视觉传感器、毫米波雷达、激光雷达（LiDAR）、超声波雷达、红外传感器、气压计、磁力计和电子气象仪器， ETC。

对于低空飞行器来说，自主导航系统感知三维信息非常关键。虽然GPS可以获取经度、纬度和高度，但有时GPS会受到干扰，因此需要在飞机上安装组合传感器系统来确认飞机的姿态。IMU可以利用飞行器的姿态、加速度、角速度等信息来推断其位置和速度，是GPS定位的补充。

但IMU所确认的位置往往容易受到积分漂移、温度、制造工艺等影响，导致一些测量偏差。因此，当IMU激活时，视觉传感器和雷达的融合系统在导航中将具有更高的权重，以保证飞机的安全飞行。

在低空飞行器自主导航系统中，视觉传感器包括摄像头、红外摄像头等光学传感器，主要用于视觉导航、避障和实时图像捕捉；激光雷达可用于生成高分辨率地形图，用于三维地图构建、避障和环境感知；超声波雷达可用于近距离障碍物检测，帮助飞机提高低空安全性。

与无人机一样，光流传感器有望成为低空飞行器的重要传感器。光流传感器是一种基于光学原理的传感器，可以通过感知光线的变化来实现精确的位置控制。举一个简单的例子，光流传感器在不同的高度向左位移相同的距离，同一物体在光流传感器摄像头的视野内向右移动不同的距离。然后，光流传感器通过运动物体在成像平面上像素运动的瞬时速度，计算出物体的运动信息和高度。

同时，为了使飞行器始终保持正常姿态，大量使用了各种陀螺仪、加速度计和磁力计。这里，陀螺仪可以监测三个轴的角速度。角度信息的变化可以用来保持无人机的稳定性，防止晃动。陀螺仪对于飞机抗风也很有帮助；加速度计可以测量飞行器在XYZ三轴上的运动。沿该方向经历的加速力确保飞机在静止和运动时接收到的功率输出是正确的。加速度计还可用于监测无人机所经历的振动。此外，为了降低载人飞行器的噪声，MEMS麦克风也得到广泛应用。

使用了如此多的传感器，这些传感器有什么共同点吗？从产品特性来看，稳定、准确、低功耗将是低空飞行器对传感器的统一要求。稳定性和准确性很容易理解。另外低空飞行器主要采用电力驱动，能源来自电池。为了获得足够的续航能力，每个组件都必须具有低功耗要求。此外，一些传感器还需要联网并能够承受恶劣的环境挑战。

国际传感器大牌仍占据领先地位

有说低空飞机是“飞上天的传感器”，或者低空飞机被称为“飞行的传感器”。这些说法都体现了传感器的重要性。低空经济将为传感器领域带来巨大的发展机遇，带来许多新的需求。目前，政策和行业都在密切关注。传感器公司需要为通用飞机提供各类传感器，包括温度、压力、加速度、流量、位置等。

有业内人士曾表示，造低空飞机本质上就是造飞机。所以，在通用航空传感器的供应上，由于对传感器质量和性能的高要求，国际各大传感器厂商都具有很大的竞争优势。例如，霍尼韦尔提供的通用航空航天接近传感器（GAPS）系列就是该传感器传统ECKO（涡流抑制振荡器）拓扑的改进技术，一直是航空航天应用中的标准技术。在通用航空市场，霍尼韦尔拥有丰富的传感、开关和装配解决方案。

Kulite 还因通用航空压力传感器而闻名。其主要应用场景包括辅助动力装置、液压传感器、表压和绝压高压密封技术、推进/发动机、环境控制系统、电子压力开关和组合/复式。

在IMU和陀螺仪的供应方面，TDK、ADI、ST、博世、霍尼韦尔等国际厂商在性能上也处于领先地位。在MEMS加速度计方面，博世、ST、NXP、ADI和Murata的产品具有优势。在低空飞机市场，国产仍然面临着高端传感器缺乏的问题。

不过，为了应对万亿规模低空经济的发展，国产传感器也已规划。2009年，国家专门发文，在全国推广国产低空无人机航测遥感系统的应用。主要责任单位基本是各科研院所。目前，国内还有安培龙、芯动联科、奥比中光等传感器厂商，皖科、海凌科、智芯等传感器模组厂商，以及豪恩汽车、星纵物联、博感科技等。等待传感器解决方案提供商。但目前，国产传感器尚未形成完整的低空飞机供应链。