低空时间管理： 深圳需要自己的“大本钟”吗？

随着一众项目的发布，深圳竞飞天空之城的思路也越来越清晰。基础设施建设，是撬动低空经济发展的重要支点。从通导监到气象保障再到频率环境，低空经济的底座正在逐步夯实。然而，一个新问题又逐渐显现，那就是低空的时间管理系统。

罗湖区梧桐山上进行无人驾驶载人航空器进行载人观光试飞。深圳特区报记者 赖犁 摄 

低空经济为什么要做时间管理？

在老的战争片里面，有一个细节可能大家都注意过——对表。这是因为在制定作战计划的时候，几分几秒做什么都是有相应规定的，什么时间炮火支援、什么时候发起总攻、都需要事先约定好，以便做到整体协同配合。

如果战场上时间错误或存在较大误差，就有可能出现误伤，甚至造成内部冲突，导致不战而败。由于当时的手表都是机械式的，精度不算很高，在行动前对表，把所有人的时间定在一个标准之下，这样就尽可能做到了时间统一。

从某种意义上说，己方统一时间标准是近现代战争的一个显著特征，也是多兵种战术配合的一个关键。长远来看，低空经济对统一时间标准的需求，也是如此。

来源：央广军事

低空飞行活动是一个时空规划问题。什么时间，飞行器在什么位置，是低空飞行活动需要掌握的一手信息。这个时间，这个位置，飞行器处于什么状态，是保障低空飞行安全的关键。一旦有了飞行速度，时间问题，也是空间问题，空间问题，也是时间问题。换句话说，飞行器一旦升空，时间和空间就是统一的，时间和空间的测量精度越高，读取理解实况信息的效率越高，飞行也会越安全，飞行的时间和空间安排也会越经济。

理论上讲，在飞行速度已知的情况下，只要时间无冲突，则空间就必然无冲突。比如，在同一条航线上，同一个位置，每隔一分钟放出一架飞机，这些飞机在航线上的间隔就等于一分钟的飞行距离。然而，如果在不同的位置放飞，而这些位置又采用不同的计时工具和时间标准，同时又存在通讯的时间误差等因素，就很难保障飞行空间的无冲突了。

当然，如果把时间间隔放得更大一些，远远大于可能存在的时间误差，是可以解决这个问题，但这势必要牺牲经济性。很难想象，在大量无人机低空高密度飞行的智能化时代，如果时间标准不统一，这些机器之间的调度会是一个什么状态。因此，尽可能压缩时间和空间误差，是低空管理系统的一个内在要求。这也是低空经济要做时间管理的原因，既是安全需求，也是效率需求。

低空时间误差的产生与影响

在现有的低空管理系统框架下，时间误差可能来源于三个方面：

首先，数据传输过程中的延迟。低空飞行器的通讯大部分都采用无线电方式，不管是局域网、专网还是公网，都不可避免地会出现时间上的卡顿和延迟，虽然这些都可以通过后期计算做修正，但该过程的误差并不能消除，尤其在进行海量数据传输读取存储过程中，这些误差会被积累，是不容忽视的。

其次，数据采集设备本身也存在时间误差问题。传感器在感知环境信息时，都有一个采集计算分析的过程，不同的传感器类型、不同的工作原理、不同的工作环境，都会造成时间误差。这些误差会内嵌在数据中，如果不能从根本上解决，就会随数据一起传递到终端，产生操作上的时间误差。例如，定位芯片计算位置时如果存在10纳秒的误差，这个误差会传递给飞行器和指挥调度中心。如果在传输数据时，又产生新的时间误差，这些误差积累起来，会导致飞行器的实际执行时间与指令时间产生显著的偏离。

再次，不同设备的计时装置和时间标准也是不统一的。即便数据采集、传输、调用过程的时间误差很小，但如果这些数据的时间标准不统一，也会产生较大的集合误差，就像战前没有对表，且每块表的计时精度和方式也存在差异一样，各自按照自己的时间执行活动，必然会产生显著的偏差。这个过程产生的时间误差不是技术问题，可以通过有效的管理手段来解决。

事实上，时间误差对低空飞行的影响是一个非常复杂的问题，不仅与飞行的时空密度有关，还与飞行器的性能设计、环境变化率等众多因素有关。例如，在高密度无人机集群表演时，对时间误差的要求就很高，大量的无人机在相对有限的空间内按预定程序做固定动作，数据传输、计时工具、对时标准等，都显得特别重要。除对无人机群自身的时间工具要求较高以外，对外部环境数据包括气象条件、通讯频段、定位等的时间精度要求也很高，一个较大的风切变数据如果没有及时发送给指挥中心，很可能就会出现表演失误。

虽然现在的低空飞行整体上在时间和空间方面都还比较稀疏，但仍不可避免地会出现在某些特定空间、特定时间段的多种机型的高密度飞行。从这个角度看，将低空时间管理体系作为低空基础设施建设的一部分，也不算是太超前。统一低空的时间标准和计时工具，利大于弊，宜早不宜迟。这不仅是为低空飞行的安全考虑，也是为大规模低空无人机高密度飞行做准备。

低空时间管理的基本思路

截至目前，除起降点的土建工程以外，我们对低空经济基础设施建设的认识可以总结为以下三个方面：

一是满足空域管理的基础设施，主要包括通讯、导航、监视三个部分；二是满足时域管理的基础设施，主要指低空气象观测、预报及数据服务体系；三是满足频域管理的基础设施，主要指针对低空电磁环境的综合监测和处置体系，诸如防诱捕、防干扰等一系列涉及无线电频域的识别与管理技术。

从技术角度看，低空基础设施建设的核心是解决低空飞行的管理问题。通导监气频，实际上是为了对飞行空域资源、时域资源和频域资源进行精准掌握和优化配置，以保障低空飞行活动的安全高效率与无冲突。这三部分基础设施本质上都属于信息化问题，而信息的核心特征是时间数据、空间数据和属性数据。信息的空间数据和属性数据由这些设备的硬件水平决定，而统一它们的时间数据标准则是时间管理的工作任务。

来源：深圳特区报

低空时间管理的基本思路可以从三个方面考虑：

第一，统一计时工具。也就是说，所有的单元（通讯、导航、监视、气象、频域等基础设施设备，指挥中心，数据中心，飞行器自身）都使用同一类型的表，先把计时工具本身的误差压缩到最小。当然，到底是选用统一标准的计时芯片，还是选用统一标准的原子钟，还要综合稳定性、适用性、灵活性、经济性等多种因素。

第二，统一对时标准。也就是说，所有的计时工具，都要在固定的时间，与同一个母表进行对时，尽可能地缩小起点误差。当所有的、同一类型的计时工具，定时与同一个母表进行校准，理论上可以把系统的时间误差压缩到最小，至少可以保障这些单元，在这个封闭的体系里，时间是同步的。这个封闭的体系，可以是一个试验区，也可以是一个城市，甚至是一个更大的区域。

第三、统一对象管理。计时和对时是缩小时间误差的主要方法，计时器越精确，时间误差就越小，对时越频繁，时间统一性就越高。针对低空的时间管理，从操作层面看，并不能一蹴而就地要求所有的对象都采用同样的计时工具和对时标准，这不仅涉及现有时间体系的问题，还涉及众多设备的出厂设置问题。然而，在小范围内，先完成统一对象的时间管理，却是十分必要的。比如，我们可以先要求某个测试场上所有的基础设施采用统一标准的时间系统，然后在扩大的某个区域，最终形成约定俗成。

深圳低空经济需要一口“大本钟”

在低空经济发展方面，深圳无疑是走在前列的城市。更为重要的是，深圳对低空经济的布局属于全面开花，并率先啃了低空基础设施建设的这个硬骨头。这样的先行示范是机遇，也是挑战。如果说通导监气频（通讯、导航、监视、气象、频管）是低空经济全场景发展不可或缺的基础与底座，那么时间管理则是让这个底座发挥出协同效应的钥匙。而生成这把钥匙，还需要一个母机和一个标准，这就是计时工具和对时器。

目前，计时工具已经有了非常大的发展，进行低空时间管理不存在技术上的障碍，需要的是工程上的优化。统一低空的时间系统，我们可以将其理解为，在深圳有一口专门服务低空的钟表，这口钟的设计精度很高，走时准确，它会定点报时，当它报时的时候，每个低空的单元，都与它的时间同步，而这些低空单元的计时工具，又都是采用统一的技术标准，这样就大大减少了低空系统的时间误差。这口大钟，可以看作是深圳低空经济发展的“大本钟”。

未来的低空经济，更多是物与物的对话，人在其中所起的作用会越来越小。物与物之间交流，统一时间标准非常重要，这是一个不容忽视的技术需求。也许，在不久的将来，深圳天文台上就多了一口服务低空经济的“大本钟”，成为深圳低空发展史上的一个标志。