将陆上交通网络体系“抬升”至空中，并在空中规划与管理飞行器的飞行路线，飞行调度，从而构建低空经济的基础设施。

   当前主要的低空飞行器重点关注在无人机，对无人机的操控、调度或获取无人机采集的数据（如视频，图像等）均离不开通信，那如何确定无人机与基站的通信距离？或者要求通信距离，确定无人机的飞行高度呢？就聊聊这事。

情况一，已知通信基站的海拔高度和无人机飞行的海拔高度，如何判断这俩之间的最大通信距离？

   这个比较简单，套用经验公式即可，设通信基站的海拔高度为米，无人机飞行高度海拔为米，两者通信距离为千米，根据下式计算：

 (1)

如地面通信基站海拔高度16米，无人机飞行高度海拔36米，则两者之间最大通信距离为

情况二，已知通信基站的海拔高度米，要求无人机与基站的通信距离为千米，问无人机最低飞行高度海拔是多少米？

这还不简单，直接用式（1）计算不就OK？No,No,No,先别着急，通过式（1）计算得到的如下：

 （2）

这样得到的结果是一个物理极限，为什么呢？因为地球的曲率影响，这个极限决定了无线信号的传播路径是否会直接被地平面阻挡。而且如果通信信号贴近地面传播会因为各种因素导致信通质量变差、误码率增加，甚至出现通信中断。那该怎么算？引入一个解决能否清晰有效通信问题的概念——菲涅尔区。

菲涅尔区是指在信号发射天线和接收天线之间的直线路径（也是通常所说的视距）两侧形成的同心椭圆区域，描述的是电磁波传播的主要空间通道。这个通道如果被障碍物阻挡过多，比如山丘、楼宇建筑等，则会造成即使信号收发双方在视距内，信号也会因为电磁波的衍射和干扰造成信号衰减。通信上一般关注的是第一菲涅尔区，在这个区域内的障碍物对信号造成的影响最显著。

在实际应用中如何计算和利用这第一菲涅尔区呢？通常要求至少60%的第一菲涅尔区半径空间保持空旷无任何阻挡，那通信信号在这个区域传输的链路质量就比较靠谱了。

第一菲涅尔区半径的计算公式：

（3）

式(3)中的就是通信信号波长（光速除以频率就搞定，单位也是米），和分别是障碍物（如山丘）到发射端（如通信基站）的距离和到接收端（如无人机）的距离，单位是米。是什么？自然是无人机到通信基站的距离了。有点数学基础的就可以看出，对式(3)，当时，有最大值，为,在计算时候要把的单位从千米转成米。

比如无人机与通信基站的通信链路工作频率是2.4GHz，无人机和通信基站之间的距离是30千米，则最大第一菲涅尔区半径为：

，约等于30.62米。

在工程上，必须要保证第一菲涅尔区的60%范围内没有遮挡，意味着在这个区域的通信路径上任何点不应有障碍物，即净空高度不低于的60%,将净空高度记为，即

（4）

对该例，计算。

算完净空高度就结束了？还没，不要忘了地球曲率的影响，毕竟地球表面不是平面的。通信基站与无人机之间地球曲率隆起的高度可是天然障碍物，那这个高度如何计算？用到中学几何知识很容易得到隆起高度与两端之间弧的高度，如前所述，当障碍物位于无人机与通信基站连线中点时，通信距离可以保持最大，设无人机（或通信基站）到起头隆起点的地坪距离为(也是无人机与通信基站通信距离的一半，即),地球半径,地球曲率隆起高度为,则根据基本的几何知识得：

 (5)

将代入(5),有

(6)

要把和都换成米，本例中为30千米，取地球半径为6371千米，则计算为：

约17.66米。

OK，算完净空高度和地球曲率隆起高度,则可以确定无人机与通信基站通信链路中点的最低高度:

（7）

所以，该例的,约36米。

讲了这么多，那无人机最低飞行高度的海拔到底是多少？

因为是无人机与通信基站通信链路上中点所要求的最低海拔高度，则利用简单几何关系可知：

 (8)

由(8)计算,即

(9)

参考上面例子，即通信链路工作频率是2.4GHz，无人机和通信基站之间的距离是30千米，设通信基站的海拔高度米，问无人机最低飞行高度海拔为多少米？

将相关数据代入式（9），有

（米)，即无人机最低飞行高度为海拔62米。

由此，基本上讲清楚了已知无人机和通信基站海拔高度如何计算最大通信距离及已知通信频率、通信距离，通信基站海拔高度如何计算无人机最低飞行高度的问题。

在实际工程中可以作为参考，涉及到动通信基站，如船载通信站，如何计算无人机与船的通信距离或已知无人机与船通信频率，通信距离，海浪幅度，如何计算无人机最低飞行海拔高度？关键点就是通信基站的海拔高度取船载天线最低海拔值即可。