中國信通院2018年9月28日釋出《5G無人機應用白皮書》，從“無人機應用場景和通訊需求”、“4G網路能力”、“5G網路能力”、“網聯無人機終端通訊能力”、“5G應用案例”、“無人機安全飛行”、“標準進展”等方面闡述了5G無人機應用的情況。

白皮書列舉的無人機應用場景包括：物流；農業植保；巡檢、安防、救援；測繪；直播；編隊飛行；未來雲端AI自主飛行等。

白皮書提到，各類應用場景對通訊能力需求有所差異，但均從上下行速率、資料鏈路傳輸時延、控制鏈路傳輸時延、覆蓋高度、定位能力等角度對移動蜂窩網路提出了不同等級的要求，為後續進行網路規劃部署和網路能力實現提供了重要的依據。

5G在容量方面，5G通訊技術將比4G實現單位面積移動資料流量增長1000倍;在傳輸速率方 面，單使用者典型資料速率提升10到100倍，峰值傳輸速率可達10Gbps(相當於4G網路速率的100倍)；端到端時延縮短5倍；在可接入性方面：可聯網裝置的數量增加10到100倍；在可靠性和能耗方面：每位元能源消耗應降至千分之一，低功率電池續航時間增加10倍。

白皮書提出了5G網聯無人機整體解決方案，相比較4G網路，5G網路能力滿足了絕大部分無人機的應用場景的通訊需求，無人機的聯網，已經先在4G網路中實現了部分應用，用5G 能夠做得更好、更完善，網聯無人機將驅動多類場景應用升級。為滿足自主飛行、編隊等未來更加自動化和智慧化的無人機應用需求，將對行動通訊網路的能力提出更高的要求。

白皮書歸納了網聯無人機的終端通訊能力，並未來的機載終端歸納為ABC 三類，以滿足不同行業應用場景下需求:

A類:保障安全飛行

B類:無人機遠端超視距實時控制+保障安全飛行

C類:超大頻寬，智慧化分析

白皮書還列舉了多個5G無人機應用案例，包括無人機VR直播、無人機城市安防、無人機高清直播、電力巡檢、基站巡檢、無人機水務、無人機物流、無人機應急通訊與救援、野外科學觀測等。

1、VR直播

在4G時代，VR行業一直苦於4G網路環境的頻寬限制而無法實現高清的VR視訊直播，導致VR直播應用發展緩慢。隨著5G的到來，VR直播有望迎來爆發。5G網路可實現上行單使用者體驗速率100Mbps 以上，空口時延10ms，將使得VR直播更加流暢、更加清晰、使用者體驗更優。 無人機通過掛載在無人機機體上的360度全景相機進行視訊拍攝，全景相機通過連入5G網路的CPE將4K全景視訊通過上行鏈路傳輸到流媒體伺服器中，使用者再通過VR眼鏡、PC從該伺服器拉流觀看。

2、城市、園區安防

5G網路的大頻寬、低時延實時視訊流回傳至控制中心，融合AI深度學習能力，快速視訊分析實現多手段的目標鎖定及實時跟蹤監控，控制中心能通過5G網路向無人機飛行控制系統傳送控制指令，極大地提升傳統無人機用於安防場景的效率。

3、高清直播

在中國雄安新區第一棟地標性建築“市民中心”的建設過程中，無人機的高清視訊直播提供了從空中俯瞰的實時畫面，為近距離觀察市民中心建設情況提供了極大的便利。 雄安新區的另外一個重要景觀-白洋澱，無人機的高清直播可以把白洋澱的風景實時傳到20km之外的市民中心臨時指揮部。 視訊直播採用專業級航拍無人機，支援實時回傳1080P 30幀高清視訊，通過與之相連的 5G TUE，將高清視訊訊號通過5G網路傳輸，供遠在市民中心的參觀者觀賞。

4、電力巡檢

電力裝置中輸電線路一般位於崇山峻嶺、無人區居多，人工巡視檢查裝置缺陷的效率較低， 因蛇、蟲、蟻等小動物咬傷員工的事件也屢見不鮮。另外，輸電鐵塔、導線、絕緣子等裝置位處高空，應用無人機巡查，既能避免高空爬塔作業的安全風險，亦可以360°全視角檢視裝置細節情況，提高巡視品質。

當前的4G網路只能支援1K的圖傳，對於某些細節檢查，視訊和圖片的清晰度明顯不足，而5G網路可實現上行單使用者體驗速率100Mbps以上，空口時延10ms，將使得實時視訊更加流暢、更加清晰、巡查效果更優。

多旋翼無人機可分別或者組合搭載高清變焦相機、紅外相機、夜視相機、鐳射雷達等多種感測器，感測器通過連入5G網路的CPE將視訊流通過上行鏈路傳輸到流媒體伺服器中，使用者再通過 PC從該伺服器拉流觀看巡查，實現電力線巡查高清視訊的即拍即傳。

無人機4K視訊實時回傳， 上行實時30Mbps頻寬；多機協同360°全景拍攝，資料冗餘採集，減少由於對巡檢目標對角、光線不一致、影象漏拍等導致的GIS影象3D建模失敗，節約成本 30~90%；地面站與管理中心進行內外場協同作業， 即時發現問題並進行影象復採集，作業效率提升 40~80%。

5、基站巡檢

基站天線工參定期檢測工作是移動通訊系統維護工作最基本、最重要的工作之一。

常規的人工攀爬基站巡檢受到多方面包括天氣、環境、儀表、人員操作等因素的影響，造成人工巡檢效率較低，無法按時完成任務。

通過5G網聯無人機基站巡檢方式，在降低了人工勞動強度的同時也降低了人工登塔作業安全風險，提高了巡檢效率的同時也節省了時間成本。

網聯無人機採集、拍攝基站資料並回傳資料至主伺服器， 人工對資料進行處理，並編輯生成報告。

6、無人機水務

無人機在水務方面的應用越來越廣泛，如水質監測、日常巡查、水文資料獲取、防汛抗洪、 水土保持監測等等。網聯無人機水質監測是在水務方面的創新性應用。

無人機荷載多光譜相機進行水體地物光譜採集，利用採集的多光譜影像，通過自主研發的聚類分析演算法，對多光譜遙感影像資料進行鍼對水質特徵的影像聚類分析，得出水質狀況定性結論。結合抽樣水樣檢測資料獲得定量資料，綜合 分析，可總體掌握監測水域的水質狀況。

相比監測站點加人工排查的方案，利用網聯無人機獲取水文水質資料，覆蓋面積廣、成本更低、效率更高，能實現全流域的實時動態水質監測和強大的水文水質資料獲取能力，擁有廣闊的市場發展前景。

7、無人機物流配送

近年來，國內外的主要物流企業紛紛開始佈局無人機配送業務，以實現節省人力、降低成本的目的。

通過5G網路，可以實現物流無人機狀態的實時監控、遠端排程與控制。

在無人機工作過程中，藉助5G網路大頻寬傳輸能力，實時回傳機載攝像頭拍攝的視訊，以便地面人員了解無人機的工作狀態。

同時，地面人員可通過5G網路低時延的特性，遠端控制無人機的飛行路線。此外， 結合人工智慧技術，無人機可以根據飛行任務計劃及實時感知的周邊環境情況，自動規劃飛行路線。

8、無人機應急通訊及救援

中國幅員遼闊，多樣的環境和氣候特徵使得各種自然災害時有發生，因此，災後的救援工作尤其重要。

利用無人機靈活性強的特點，當災害發生時，使用搭載通訊基站的無人機，基於規劃的路線飛行，觸發受災被困人員手機接入機載基站網路，實現對被困人員通訊裝置的主動定位， 確認被困人員的位置及身份資訊。

同時利用5G 網路的大頻寬傳輸能力，通過機載攝像頭實時拍 攝並回傳現場高清視訊畫面，結合邊緣計算能力與AI技術，實現快速的人員識別及周邊環境分 析，便於救援人員針對性地開展營救工作。

通過該產品與傳統搜救方式的結合，可有效降低搜尋時間，保證被困人員能夠在第一時間得到有效救助，最大程度地減少人員傷亡，具有顯著的社會效益。

9、野外科學觀測

野外科學觀測是指在野外條件下通過對生態環境、動植物的指標要素進行長期採集、資料積累和測定，確定其變化趨勢，幫助科研人員進行研究，是生態學、氣象學等領域的基本研究手段。

野外科學觀測地點普遍遠離城市，通過應用多種感測器、視訊監控裝置、資料採集器、通訊網路等基礎設施，能夠實現科研資料的採集、儲存、傳輸，形成資訊化的研究環境。

然而，在廣域的青藏高原冰川、內蒙古草原、新疆戈壁等環境下，建立監測系統需要的成本較高。

無人機基於規劃路線飛行，可實現廣覆蓋、低成本的視訊資料和遙感資料的採集。

5G網路增加監測視訊資料和遙感資料的上行傳輸速率， 並降低空口時延，提高野外科學觀測的效率。

結合5G網路的大頻寬和低延遲高可靠效能，實現科學觀測系統原始資料、視訊資料的實時觀測。

如：氣象領域高頻的原始流資料取樣頻率較高（10Hz），基於LTE網路實現實時資料傳輸困難。

另外在觀測系統架構中，通過邊緣計算在本地篩選並計算有效資料，剔除重複和無效資料， 提高系統工作效率。

基於無人機安全管理的需求，白皮書也提出了執行管理方案：

通過聯網，基於現有移動通 信網路具備的實名登記、可信位置校驗、實時可靠資料傳輸等能力，並通過一體化的管理流程與 加密認證技術實現整體業務安全可靠，達到事前 可預警、事中可管控、事後可追蹤。

1)通過行動通訊網路可實現可靠地雙向數 據傳輸

2) 通過行動通訊網路輔助定位實現位置可信

3) 通過手機實名資訊，便捷、快速實現無人 機實名登記

4) 完善的管理流程與加密認證技術實現整體 業務安全可靠

（qinghangwang）

（旋翼機、固定翼、直升機相關圖紙、資料）

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