“5G+无人机”的应用与发展问题研究

监测检测

“5G+无人机”的应用与发展问题研究

文丨国家无线电监测中心哈尔滨监测站吴文博唐艳

摘要：作随无人机技术的不断发展，无人机产品逐步在众多行业领域屮广泛应用。2020年是5G商

%

用元年，作为新一代移动蛘窝通信技术，5GM有岛速率、低功耗、低时延等技术特点，而随着5G网络

的广泛逍說，“5G+无人机”技术的深度融合，也存助于实现无人机在众多行业领域屮的应用与发展。

本文洋细介绍f “5G+无人机”技术的W体应用，探究新技术发M中存在的问题和不足，并提出相应的

对策和违议。

关键词：5G无人机技术应用

(

m

0引言

无人驾驶飞机简称无人机，英文简称“

U

(

Unmanned

MIMO

)技术对信号进行波束赋形，实现信号在水平

方向和垂直方向的动态调整，以增强信号的指向性|zl;另

一方面，利用移动边缘计算技术（

M

AV

EC

)和网络切片技

”

术，将移动接入网与互联网业务深度融合并有效进行网络

资源的配置，为无人机产品提供高质量的网络服务；而随

着5

G

网络的广泛覆盖，更有助于实现对使用5

G

网络无

人机的远程控制。

Aerial

Vehicle

)，是一种利用无线电遥

控技术和自备程序控制装置的不载人飞行器。5

G

则是

“5

th

-

Generation

”的简称，作为新一代蜂窝移动通信

技术，5

G

具有高速率、低功耗、低时延等技术特点。“5

G

+

无人机”技术的深度融合，有助于实现无人机在物流、农

业种植、基础设施巡检、公共安全、直播等众多行业领域

的应用与发展。

国内关于“5

G

+无人机”的研究，最早见于

IMT

2 “5G+无人机”的场景应用

2.1物流

“5

G

+无人机”在物流场景中的应用，主要是指利

用无人机产品进行远距离快递包裹的运输。利用无人机在

空中进行物流运输，避免了交通拥堵或者交通设施不便等

情况，在提高物流运输效率的同时，也减少了人力成本的

支出。因此，“5

G

+无人机”技术特別适合在交通拥堵

的城市，道路不便的山区、岛屿之间进行物流运输。与此

同时，无人机飞行对天气条件有较高的要求，风雨天气并

不适合无人机飞行；而且就物流无人机而言，其对无人机

续航和载重能力都有较高的要求，也增加了无人机高空飞

行的安全性风险。

2.2农业种植

“5

G

+无人机”在农业种植中的应用，主要是指利用

无人机产品进行农药的喷洒、病虫害监测等农业作业。不

2020 ( 5

G

)推进组于2018年9月发布的《5

G

无人

机应用白皮书》

m

。该报告中，详细介绍了 5

G

在众多行

业领域中的应用，并对比分析了 5

G

和4

G

网络应用于无

人机产品中存在的一些技术性问题。自此之后，“5

G

+

无人机”的相关应用研究逐渐成为一个热点话题，研究此

方向的学者众多。

本文从“5

G

+无人机”技术的特点人手，介绍了该

技术在众多行业领域的应用与发展，探究其中存在的问题

和不足，并提出相应的对策和建议。

1 “5G+无人机”的技术特点

相对于传统的无人机来说，“5

G

+无人机”最大的

优势在于，为无人机产品提供了高速率、低功耗、低时延

的5

G

网络支撑，这对于改善无人机图像信息传输质量和

增强无人机的远距离控制极为重要。传统类型的无人机

产品，一般使用2.4

GHz

同于有人驾驶飞机，无人机不需要专业飞机驾驶员，也不

需要专用停机场，大大减少了人力物力成本；而且还具有

作业效率高、单位面积用药小等优势。相对于人工施药而言,

无人机在空中进行农药喷洒，施药效率更高、施药效果更好,

节约了药品和水资源，并减少了喷洒农药中对人体的毒害。

2.3基础设施巡检

“5

G

+无人机”在基础设施巡检中的应用，可以通

过对无人机进行远程控制，利用无人机配置的高清摄像头

CHINA RADIO

2021.4

、5.8

GHz

频段无线电频率进行

数据传输，由遥控端和无人机之间直接进行数据传输，

信号很容易受到周围环境的干扰和影响。使用了 5

G

网络

的无人机产品，一方面，能够利用大规模多输入多输出

71

监测检测

对输电线路、石油管线、通信基站等基础设施进行全方位

拍摄，并通过5

G

网络进行实时图像传输，后台的工作人

员可以根据图像进行人工判断，也可以利用图像识别技术

自动进行信息比对，发现基础设施中存在的问题。“5

G

+

无人机”在基础设施巡检中的应用，在降低人工巡检成本

的同时，减小了人员高空及野外作业巡检的安全风险，而

且无人机的视野范围更广，基础设施的巡检效率更高。当

然，野外巡检网络信号覆盖差的问题，也在一定程度上制

约了相关技术在该领域中的应用。但随着国家新基建战略

的不断推进，5

G

网络的广泛覆盖也会逐渐解决这类问题。

2.4公共安全

“5

G

+无人机”在公共安全领域中的应用，可以用

于治安反恐、消防监控、人员搜救、应急通信保障等众多

领域。一方面，搭载了热成像仪、气体检测器、高清摄像

头等设备的无人机，更适合执行反恐搜山、火情高空监测

等任务；另一方面，无人机可以搭载基站设备，为通信网

络中断地区提供应急通信保障，也可以通过识别被困人员

手机发送的相关信息，对被困人员进行定位，帮助救援人

员开展救援工作。

2.5直播

“5

G

+无人机”可以为携带高清360度全景摄像头

的无人机提供高速稳定的网络支撑。无人机携带的360

度全景摄像头可以实现空中360度全方位视频图像采集，

而5

G

网络也可以快速传输4

K

/8

K

超高清视频数据，这

使得基于“5

G

+无人机”技术的

VR

(

Virtual

Reality

)

直播成为可能，同时也为广大观众带来了更为便捷、实惠

的全新观赏体验。

3 “5G+无人机”发展中存在的问题

3.1政策法规

近年来，随着无人机技术的不断发展，无人机“黑飞”

现象越来越严重。成都双流机场就曾发生过因为无人机

“黑飞”而干扰民航客机航行的事件，既危害了公共安

全，也造成了巨大的经济损失。针对这些问题，我国民

航主管部门陆续颁布了多个规范性法律文件，但这些规

范性文件的法律效力位阶并不高。直到2018年1月，由

空中交通管制委员会办公室组织起草的《无人驾驶航空

器飞行管理暂行条例（征求意见稿

）》131

(以下简称《条

例》）对外公开征求意见，尽管该行政法规至今尚未出台，

但作为一部效力更高、针对性更强、调整范围更广的行

政法规，该《条例》对实现无人机的管控具有积极作用。

该《条例》提出了无人机的分类与分级，并要求除微型

无人机以外的民用无人机进行登记管理，对民用无人机

72

CHINA RADIO

2021.4

驾驶员适龄和培训问题也进行了规定；与此同时，规定

了无人机的飞行空域，并允许有关部门在特殊情况下对

无人机使用反制设备。

3.2生产标准

规范无人机的生产标准，对于“5

G

+无人机”相关

技术及产品的发展与应用具有积极的促进作用，也有助

于实现对无人机产品的实时监管。2020年3月，工信部

对外公布了《民用无人机生产制造管理办法（征求意见

稿）》|

41

，用以规范无人机的相关生产。其内容涉及民用

无人机生产制造的监管主体和适用范围，以及民用无人机

生产的具体监管措施，如产品识别管理、“电子围栏”与

禁飞区设置、民用无人机的软硬件安全管理等。相信随着

相关标准的公布实施，民用无人机的生产逐渐标准化、规

范化，不仅能够实现“5

G

+无人机”技术的广泛应用，

联网后的无人机也能通过无人机监管平台进行实时定位追

踪，这对于无人机产业健康发展极为重要。

3.3其他问题

“5

G

+无人机”技术的应用与发展，第一要解决的

就是5

G

网络的覆盖问题。目前，国内商用5

G

网络仅处

于建设的初期，主要集中在经济较为发达的一线城市、部

分省会城市以及计划单列市，5

G

资费价格较高且用户基

数较小，这在一定程度上制约了 “5

G

+无人机”技术的

应用与发展。

第二，实现无人机的远程控制，对无人机的续航能力

提出了更高的要求。解决无人机的续航问题，一方面需要

提高无人机电池的容量和使用效率；另一方面也可以尝试

使用电感耦合技术对无人机进行无线充电，当无人机飞行

到某些特定区域时，即可进行充电，以提升无人机的续航

能力。

4结束语

随着国家新基建战略的不断推进，5

G

基站、智能电

网、智慧城市等基础设施的建设和完善，“5

G

+无人机”

技术一定会有更加广阔的发展空间。

K8

参考义献：

[11 IMT2020( 5G )

推进组

.5G

无人机应用白皮书丨

R1.

中国信通院，

2018.09

121

万旖，张法进，王良慧

.

无人驾驶飞行器在

5G

网

络中的应用

[J].

信息通信，

2020(1):29~30

[31

无人驾驶航空器飞行管理暂行条例（征求意见稿

)

[41

民用无人机生产制造管理办法（征求意见稿

)