低空经济增长周期，如何让无人机飞得更稳更远？

2024年全国两会上，低空经济首次被写入政府工作报告，这个新兴领域正加速进入政策聚焦与产业爆发的新阶段。从城市空中交通到农业植保，从物流配送到应急救援，低空空域的开放正为千行百业带来颠覆式的可能。据测算，未来十年，我国低空经济有望成长为万亿级产业集群，成为继新能源汽车、智能制造之后又一战略性新兴增长点。

▲2025国际低空经济博览会
 
在这场低空变革中，无人机无疑是最为典型的核心载体。无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）最早诞生于20世纪20年代，凭借在多次战斗中展现的卓越性能逐渐成为全球科技革命、军事变革和产业升级的重要推动力量。如今，无人机已广泛应用于航空摄影、农业监测、环境巡查、灾害救援、物流运输、安防执法等多个民用场景，同时仍在军事领域持续发挥着空中作战与侦察的重要作用。凭借良好的机动性、优良的隐蔽性、低成本和操作简便等特点，无人机正不断超越人体自身的局限，以较低的成本满足多样化的任务需求，极大地便利了人们的生活与工作。
近年来，随着智能系统、传感器、飞行计算平台等底层技术的飞速发展，无人机的任务执行能力也实现了从“飞得起来”到“飞得精准”“飞得智能”的跨越。然而，伴随应用场景的扩展，其在飞行高度、控制范围、续航时间等性能维度上的要求也持续提高。复杂的系统架构、对成本与体积的约束，使得无人机在可靠性与安全性方面仍存在明显短板。
来自美国国防部的一项调查数据显示，无人机的灾难性事故发生率远高于有人驾驶飞机。2001年至2014年，美国空军共发生500余起无人机事故，造成近10亿美元的直接经济损失。2022至2023年间，无人驾驶飞机平均每10万飞行小时发生约2.91起A级事故，仅2023财年，MQ-9无人机便发生10起事故，为各机型之最。造成这些事故的主要因素包括发动机故障、传感器失灵、软件漏洞以及关键部件失效等。 
资料显示，飞控系统故障是无人机事故发生的最主要因素，其中飞控传感器故障的占比高达约70%。这类故障一旦发生，可能直接导致飞行姿态误判、控制算法异常，进而引发飞行器失控。因此，围绕飞控系统传感器的故障诊断与容错控制技术，已成为当前保障无人系统安全运行的关键研究方向。
问题的核心在于：与传统飞机一样，无人机是一个高度集成的嵌入式系统，涉及飞控、导航、任务管理、通信链路、电源管理等多个子系统，一旦某一模块出现偏差，极易引发系统性失效。而传统的物理样机验证成本高昂、周期漫长，远难以支撑快节奏、多版本的迭代需求。
此时，数字样机（Digital Twin Prototype）技术的重要性愈发凸显。数字样机是一种基于全数字仿真的系统建模与验证手段，通过构建嵌入式虚拟目标系统，在不依赖物理实体的情况下完成真实代码运行、边界条件测试、故障注入分析等关键任务。特别是在无人机飞控系统的开发与验证过程中，数字样机能够提前暴露隐藏风险，大幅缩短开发周期，提升整体系统可靠性。
天目全数字实时仿真软件SkyEye，在无人机数字样机的搭建中扮演了核心角色。SkyEye是一款基于可视化建模的硬件行为级仿真平台，在众多仿真工具中有着国产自主可控、所支持的处理器种类更为全面等优点，能够在研发初期就发现潜在逻辑漏洞，避免将错误带入实体样机生产阶段。

▲无人机数字样机解决方案
 SkyEye还可与多领域分布式协同仿真平台DigiThread 联动，实现动力学模型、姿轨控模型等等与计算机模型的协同运行，大幅提升无人机系统的设计精度与工程落地效率，为低空经济场景下的智能飞行提供坚实的数字化支撑。

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