无人机在低空领域的广泛应用正成为推动经济发展的新引擎，但偏航失联、信号遮挡、空域无序等问题却成为制约其发展的关键瓶颈。针对这些挑战，上海工程技术大学吴飞教授团队在市教委相关项目的支持下，正在构建一套创新的数字航道体系，旨在为无人机划定标准化的“空中路网”，提升低空飞行的安全性和效率。
当前，绝大多数低空飞行器主要依赖全球导航卫星系统进行定位。然而，这类系统信号从太空传输至地面时功率较低，在城市高楼、隧道、密林等复杂环境中，信号可用性会显著下降甚至完全失效。一旦遭遇电磁干扰或信号遮挡，无人机极易出现航线偏移、空中碰撞等事故，给低空飞行安全带来严重隐患。
吴飞教授指出，破解这一难题的关键在于构建一套不依赖单一卫星定位、具备多源冗余能力的数字航道基础设施。该团队提出的多层次精细化数字航道体系，借鉴地面交通模式，将低空空域划分为高速主干航道、低速支线航道、垂直起降通道及配套环形等待区。通过按高度和宽度划定专属飞行空间，不同任务的无人机可各行其道，有效减少飞行冲突，提升空域利用率。
在数字航道仿真平台上，吴飞团队正推进“松江—崇明”示范航线的建设。该航线主干航道高度设定为50至300米，宽度根据流量动态调整。物流无人机被安排在上层航道飞行，巡检无人机则在中层航道作业。若无人机偏离航道，系统会根据偏离程度分级响应：轻微偏离时发出预警提醒，偏离加剧时自动校正航线，严重偏航时则触发降速、悬停或返航等应急措施。
与传统实时导航模式不同，该体系采用“离线建库+在线判定”的解耦架构。飞行前，团队通过卫星遥感影像整合卫星俯视图、低空环视图和地面街景图三类数据，提取沿线桥梁、山脊、塔杆等地物特征，构建“立体地图册”作为地标基准库。飞行时，无人机仅需将实时画面与基准库比对，即可确认自身位置，无需持续联网或全程高强度计算。吴飞形象地比喻：“这就像闭卷考试，提前将知识点记在脑子里，考试时无需翻书查找。”
在三维一体数字航道方案中，多层次航道相当于空中公路，跨视角数据集如同空中路标，高韧性定位系统则扮演导航角色。三者协同作用，共同支撑起完整的数字航道体系。目前，团队已发布SUES-200多高度跨视角定位数据集，面向全行业开放共享，为低空飞行提供公共基准。
该方案的核心优势在于显著降低建设成本。据测算，百公里数字航道的建设成本较传统地面基站方案减少六成以上。为保障安全性，体系采用卫星定位为主、惯性导航为辅、空地景象匹配定位为热备份的多源融合架构。当卫星信号正常时，三者协同校验提升定位精度；一旦信号受干扰，视觉识别与机身传感器可自动补位，确保无人机仍能沿航道自主飞行数十公里，保障物流、巡检等关键任务不中断。
经过多年研究，吴飞团队已将“降低导航卫星单点依赖的高韧性定位”从学术构想转化为工程实践。其申请的中国发明专利“一种面向长距离航道的无人机航道位置自主判定方法和系统”已进入实质审查阶段。以“松江—崇明”数字仿真示范航线为起点，团队希望打造低空数字航道的“上海样板”。上海复杂的高楼、风环境和电磁条件，恰恰为验证数字航道体系的可靠性提供了理想试验场。目前，团队正持续优化技术方案，推动成果落地应用，助力低空经济安全有序发展。
