基于数字孪生 +AI 技术的智慧公路应 用 一、研究数字交通，找准智慧公路发展定位 二、推动北斗应用，筑牢智慧公路发展基础 三、构建数字孪生，应用 AI 赋能数字公路 目录 2 一、研究数字交通，找准智慧公路发展定位 “ 数字技术正以新理念、新业态、新模式全面融 入人类经济、政治、文化、社会、生态文明建设 各领域和全过程，给人类生产生活带来广泛而深 刻的影响。” ” 要 智慧公路特点 14 二、推动北斗应用，筑牢智慧公路发展基础 北斗系统是国家重要时空基础设施 北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自 主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天 时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。 经 济 发 展 信 息 化 建 设 国 家 安 全 生 命 保 障 全天侯 全天时 高精度 北斗系统采用“三步走”策略 按照“三步走”的发展路线，“先区域、后全球，先有源、后无源”的发展思路分步实施，形成 突出区域、面向全球、富有特色的北斗系统发展道路。 北斗一号 北斗二号 北斗三号 第一 步： 1994 ～ 2000 年， 形成区域有源服务能力 第二步： 2004 ～ 2012 年， 形成区域无源服务能力 第三步： 2020 年，形成

启动 30 - 50 个通用机场新建与改扩建项目，建成 1000 个以上 城市无人机起降点，初步构建低空起降网络基础框架。 3. 在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等重点区域开展 5G 低空通信 与北斗导航设施试点，实现试点区域低空信号覆盖率超 80%。 4. 搭建低空经济数据采集基础平台，完成 50% 以上现有通用机场 数据接入。 2.2 中期目标（3 - 5 年） 1. 累计建成 100 操控、高清视频回传、编队飞行控制等应用场景。 3.2.2 北斗定位导航设施建设工程 1. 优化北斗地基增强系统布局，在全国新建 100 个以上北斗基准 站，提升定位精度至厘米级。针对山区、海洋等信号薄弱区域， 部署北斗卫星差分增强系统，确保全域高精度定位服务。 2. 强制要求新生产的低空飞行器（包括无人机、直升机等）安装北 斗导航终端，2025 年前实现存量飞行器北斗终端加装率达 50%，2030 年实现 完成基础设施建设专项规划编制，组织专家论证并发布实施。 4.2 试点先行阶段（2024 年 7 月 - 2025 年 12 月） 1. 在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等重点区域启动通用机场新建 与改扩建、起降点建设、5G 通信与北斗导航设施试点等项目。 2. 开发低空交通管理系统与数据共享平台原型系统，在试点区域进 行测试运行。 3. 开展人工智能与大模型应用场景设计，启动首批试点项目。 全面推进阶段（2026 年 1

............................................................................................19 1. 北斗卫星导航系统应用........................................................................................... 的通信畅通。 2. 在重点区域和关键节点建设通信基站和中继站， 增强通信信号的覆盖范围和强度。配备通信应急 保障设备，在突发情况下能够迅速恢复通信功能。 2. 导航基础设施建设 1. 依托北斗卫星导航系统，建设高精度的地面导航 增强系统，为低空飞行器提供更加精准的定位和 导航服务。在起降点、飞行航线沿途等关键位置 设置导航信标和标识牌，辅助飞行器进行导航。 2. 定期对导航设备进行维护和校准，确保导航精度 1. 北斗卫星导航系统应用 1. 以北斗卫星导航系统为核心，构建低空飞行导航 体系。所有低空飞行器均配备北斗卫星导航接收 机，实现高精度的定位和导航功能。北斗卫星导 航系统具有自主可控、定位精度高、抗干扰能力 强等优势，能够满足低空飞行对导航精度和可靠 性的严格要求。 2. 利用北斗地基增强系统，进一步提高定位精度。 在 xx 市范围内建设多个北斗地基增强站，实时 接收北斗卫星信号，并对信号进行差分处理，生

部件检测、关键部件大规模智能化装配等解决方案。 时空信息：面向定位导航授时（PNT）、地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、 卫星互联网、卫星通信等细分领域，支持大众消费领域北斗规模应用，支持有 关试点城市拓展新场景、新模式，培育推广北斗独立定位、高精度导航芯片设 计、精准时空定位、新型智能终端、时空数据挖掘利用、通导遥一体化融合应 用等解决方案。 通信设备：面向通信系统设备、通信终端设备制造等细分行业，研发推广 转型 典型场景 12：大众消费领域北斗规模应用 实现方式：提升北斗在智能手机、穿戴设备等产品上的 应用比例，探索亚米级定位应用场景，增强产品在室内等遮 挡区域的多源融合定位、高精度定位能力，打造室内外无缝 连续定位体系。促进北斗车载终端赋能应用，通过车辆北斗 19 地基增强系统、高精度地图等方式，在车联网中推广应用北 斗高精度定位技术。推动北斗多频定位、高精度定位等技术 在消费级

预警，平台同步提示，主动预防安全事故。 GPS/ 北斗定位安全帽 GPS/ 北斗定位安全帽 GPS/ 北斗定位安全帽 智能安全帽 + 蓝牙 智能安全帽 + 蓝牙 智能安全帽 + 蓝牙 智能安全帽设计 实时定位，轨迹追踪 区域预警，时间段预警 蓝牙基站 蓝牙定位技术 GPS/ 北斗定位技术 人员定位系统 数据对接 实时查看

时序预测算法，实现原始数据的本地质 量控制和特征提取，将传输数据量压缩至原始值的 15% ，同时保证关键信息完整度 ≥ 99% 。 5G+ 北斗双通道传输 时空数据库架构 采用 5G URLLC （超可靠低时延通信）技术实现毫秒级数据回传，备用北斗 RDSS 短报文 通道确保极端天气下的通信可靠性，系统端到端时延控制在 200ms 以内。 基于 GeoMesa 时空数据库构建分布式存储系统，支持每秒 米低空立体气象模型，实时渲染风速、湍流、能见度等 12 类 参数，支持无人机运营商通过 Web 端或移动端查看每 10 秒更新的气象热力图与风险 区域标记。 实时可视化系统 三维动态气象图谱 集成北斗卫星、毫米波雷达、地面气象站等 8 类数据源，通过 AI 算法生成分钟级更新 的综合气象仪表盘，可自定义显示飞行航线上的垂直风切变指数、积雨云移动轨迹等关 键指标。 多源数据融合驾驶舱 提供过去

参编单位（排名不分先后） 建筑材料工业信息中心 空天信息大学前沿技术产业创新研究院 四川开物信息技术有限公司 四川开物星空航天科技有限公司 昆明理工大学 北京星际开发科技有限公司 中兵北斗卫星通信有限公司 西安久拓通信技术有限公司 成都思为交互科技有限公司 长春黄金设计院有限公司 山东金软科技股份有限公司 苏州理工雷科传感技术有限公司 中国黄金集团广西有限公司 影响，严重制约着矿业经济的发展，对作业人员的生命安全与企业的财产安全存在 隐患。 本项目提出构建卫星遥感技术、低空无人机技术、自动全站仪、北斗卫星系统， 协同构成“天空地”一体化监测。通过多技术，多手段，以“天”卫星遥感，“空”低空 巡检无人机，“地”地面北斗系统和自动全站仪系统，协同应用，建立形变灾害应急 综合管理与应用系统，实现多时多源异构数据的汇集和共享、天空地一体化监测， 实时守护矿区安全。 数据管理、查询、预测预报，以及大屏中控显示、移动端接收查询反馈、自动生成 报表等功能。对矿区安全监测具有重要意义。 （2）技术应用 以 SAR 卫星大面域探测矿区形变，在形变明显或者有形变迹象的区域采用自 动监测全站仪或者北斗系统进行定点监测，针对形变频繁的区域采用低空无人机摄 影测量技术对该区域进行高精度，定量巡检，达到早发现早预防的效果。 （3）关键技术 1） 矿区地表 InSAR 监测精度的提高。即矿区特殊的大气、地形条件下数据

影像，对积雨云、飑线等强对流云系的识别准确率达 92%。2024 年台风 “鹦鹉”监测中，风云卫星提前 6 小时锁定台风眼墙结构变化，为珠三角地 区无人机集群紧急避险提供关键指引。 2. 创新突破 通过“风云+北斗”融合技术，利用北斗卫星导航系统的掩星观测数 据，实现大气可降水量（TPW）监测精度±1.2mm，较单一卫星数据提升 30%。 （二）空基层：无人机集群填补中低空监测盲区 2 1. 装备体系与作业模式 米精度监测，为船舶定速航行提供气象依据。 三、三级数据融合引擎：构建智能气象预报大脑 （一）数据处理全流程解析 1. 卫星数据预处理层 风云卫星红外通道（13.3μm）与水汽通道（6.2μm）数据经深度学习 去噪，结合北斗/GNSS 掩星反演的大气折射率剖面，实现 0-10km 高度层 的温湿廓线重构，深圳实测显示，该技术使 850hPa 层温度预报误差从± 1.5℃降至±0.8℃。 2. 空地协同校正层 无

我国低空经济在无线技术层面取得了多项突破性进展，涵盖导 航通信、空管系统及智能化应用等多个产业环节。导航方面，北斗 +5G 融合定位、AI 自主避障算法提升飞行精度，城市级无人机管控 无线经济发展研究报告（2025 年） 12 平台可实现万架级实时调度。低空数字化空管系统逐步国产化，基 于北斗的定位精度达 0.1 米，可管理 5000 架次/平方公里的飞行密度， 探测到潜在飞行冲突到系统生成避撞决策或警报时间降低至 向万 亿级市场发展。无线基础设施建设方面，广东率先上线省级低空飞 行综合管理服务平台，集成空域管理、飞行服务、数据处理等功能， 并计划 2030 年前建成覆盖全省的低空智联网，结合 5G-A、北斗等 技术构建空天地一体化网络。广东移动联合华为、中兴等企业积极 开展通感一体研究工作，为城市低空物流、巡检等场景提供技术支撑。 （四）吉林凭借成熟产业生态，驱动智能网联汽车产业 创新发展 用方面，中国一汽及合作单位创新性地采用了多场景组合卫星定位 检测技术，让北斗导航信号兼容或独立工作，并且定位精度检测分 无线经济发展研究报告（2025 年） 28 辨率达到了厘米级。吉林积极推动北斗系统和智能网联汽车产业的 深度融合和创新应用，打造“车路云一体化自主代客泊车”系统， 当车辆进入停车区域后，车载传感器与场端设备开始紧密配合，采 用 5G+北斗定位技术，融合车辆 SLAM 与 UWB 等定位技术，车辆

道控制系统，通过对水雨晴、流量，气 象，农情等信息的采集，运用系统软件 对灌溉区域的输配水进行调度模拟计算。 并根据模拟计算的结果，最终实现调配 水合理化、量测水精准化、控制自动化、 收费规范化。 北斗卫星 智慧灌区总体架构 业务 支撑 平台 感知 层 业务 应用 平台 用户 罐区管理单位 工业、农业、城乡供水用户 水行政主管部门 其他授权用户 运 行 维 护 体 系 网 络 安 全 ） 100 ⼀体化监测站 ...... 4G/ 北斗 / 行云卫星 ⼀ 体化监测站（可选配传感器） 智能 RTU 参数类型 l l l l l l l l l l l l l 支持 5G/4G/3G/Ethernet/LoRa/NB-IoT/WIFI/ 蓝牙等通信功能，具备内置双通道通信能力，可外接北斗、超短 波、 SUB-1G 、 ZigBee 等通信方式；