如果不想象空中盤旋的無人機和漫游在街道和人行道上的無人駕駛汽車，就幾乎不可能想象出未來城市的形象。潛在的應(yīng)用比比皆是，包括消費品和重要藥品的空中運輸、交通、基礎(chǔ)設(shè)施以及污染監(jiān)測和監(jiān)視。在地面上，自主機器人可以運送食物和包裹，提供旅游信息、安全和醫(yī)療保健服務(wù)等公共服務(wù)。更不用說他們?yōu)閵蕵贰⒘闶酆蛷V告帶來的無數(shù)機會了。

這是一個令人興奮的前景，每年都在接近現(xiàn)實，Coherent Market Insights 預(yù)測機器人即服務(wù)市場到 2028 年將達到 413 億美元。但要讓這些用例站穩(wěn)腳跟，無人機和地面機器人將需要遵守政策制定者尚未起草的法規(guī)，以確保它們?yōu)樗?wù)的城市居民增加價值，并且不會堵塞繁忙的人行道或以其他方式成為麻煩。

技術(shù)待辦事項清單

從技術(shù)角度來看，仍然存在一些挑戰(zhàn)。在它們完全自主之前，無人機和無人機將需要遠程控制。雖然今天，遠程操作的無人機需要保??持在飛行員的視線范圍內(nèi)——通過飛行員和車輛之間的直接無線通信，介紹中列出的應(yīng)用可能需要超出視線 （BVLOS） 的操作。

為了得到可靠的控制，他們從操作員到車輛的通信鏈路需要通過網(wǎng)絡(luò)進行中繼，延遲非常低。同時，例如部署用于監(jiān)控應(yīng)用的無人機將需要高帶寬數(shù)據(jù)管道將高分辨率圖像傳輸回云端進行分析。

挑戰(zhàn)也延伸到定位。最有可能出現(xiàn)空中和地面機器人激增的環(huán)境將推動定位解決方案，特別是那些基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) （GNSS） 的解決方案，達到極限。在高層建筑的環(huán)繞下，無人機將依靠其多星座 GNSS 接收器，持續(xù)“看到”足夠多的 GNSS 衛(wèi)星來確定其位置。

他們的慣性測量單元由陀螺儀和加速度計組成，將依賴于橋接 GNSS 接收中的中斷。他們采用 RTK 技術(shù)的多頻段接收器與不斷增長的 GNSS 增強服務(wù)套件相結(jié)合，將使可靠的厘米級定位精度幾乎始終成為現(xiàn)實。

無人機的 5G：低延遲、高帶寬、混合定位

但是，由于城市地形復(fù)雜，并非一直如此。今天，地面機器人通常使用基于衛(wèi)星的定位導(dǎo)航——仍然是絕對位置信息的唯一來源——輔以視覺傳感器和數(shù)字地圖。由于 GNSS 技術(shù)在某些情況下可能變得不可靠，因此它們將受益于絕對定位技術(shù)的補充性次要來源作為后備。理想情況下，該技術(shù)將能夠在無人機上服務(wù)于多種用途，并利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施來簡化部署和采用。

一旦完全部署，5G 將有可能在此技術(shù)待辦事項列表中打勾。第五代蜂窩通信技術(shù)包括一套服務(wù)于多個用例的技術(shù)。其中兩個與無人機特別相關(guān)：用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑鰪娦鸵苿訉拵?（eMBB），以及用于通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)可靠地遠程控制無人機和地面車輛的超可靠低延遲通信 （uRLLC），遠遠超出視線范圍。

同時，5G 將為基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的高精度定位鋪平道路。提供比 4G LTE 更大的帶寬將使 5G 能夠提高基于蜂窩的定位性能。更大的帶寬可以更好地解決多徑效應(yīng)，這是城市環(huán)境中定位錯誤的常見原因。

在更高頻率的 5G 部署中，旨在提供更大的帶寬，信號傳播的距離比今天的蜂窩信號更短，移動網(wǎng)絡(luò)運營商將需要部署更多的基站來保證覆蓋范圍。結(jié)合引入具有波束成形功能的天線陣列，這些改進將提供高精度定位的補充來源，以支持基于 GNSS 的定位。

為了探索 5G 網(wǎng)絡(luò)支持無人機傳統(tǒng)導(dǎo)航方法的潛力，我們將與 CGI、ESA、蘇塞克斯大學(xué)的高級通信、移動技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng) （ACMI） 研究中心以及空中導(dǎo)航服務(wù)提供商共同參與一個聯(lián)合項目NATS。該項目的目標(biāo)將包括為現(xiàn)有 GNSS 接收器的基于 5G 的補充定義用例和系統(tǒng)要求。我們期待為這個激動人心的項目貢獻我們在 GNSS 和高精度定位方面的經(jīng)驗。

審核編輯：郭婷