对于执行超视距、自动化任务的工业级无人机来说，其飞行安全严重依赖全球卫星导航系统（GNSS），如我国的北斗卫星、美国的GPS等，而电离层扰动这一空间天气事件则会干扰GNSS信号，给无人机安全带来影响。

电离层是距离地面约60-1000公里范围内空间，通常情况下其内部结构稳定，电子密度分布变化时空规律明显，但当遇到太阳爆发活动时，电离层会在太阳能量的胁迫下剧烈变化，这时，其中的电子分布的改变将扭曲原有GNSS信号的传播速度和路径，导致信号延迟，产生“电离层误差”。因此，在电离层平静时，无人机可以通过差分校正等技术将定位误差控制在厘米级，但在电离层暴、电离层扰动期间，由于电离层的随机变化，定位误差可能急剧增大到几十厘米甚至数米。

针对大规模的无人机表演场景，数百甚至上千架无人机依赖厘米级定位来保持精确编队，如果定位突然漂移数米，将导致无人机相互碰撞，甚至坠落的严重后果。而对于植保无人机，则需要精确沿着田垄或是规划路径飞行，以确保喷洒均匀且不重不漏，定位失准则会大大降低工作能效。对于完成物流配送的无人机，送货时也需要精确导航，确保其降落在指定的快递柜或起降坪上，此时，突增的定位误差可能导致其撞上建筑物运送失败，甚至威胁行人的安全。

另一方面，即便在没有太阳活动干扰的情况下，电离层也会出现局部电子空腔区，导致GNSS信号发生快速、剧烈的波动，通常称之为“电离层闪烁”。这种变化会使无人机接收到的卫星信号噪声增强，严重时可造成定位失败。

无人机一旦失去稳定的GNSS信号，将被迫切换到依赖惯性测量单元的定位导航模式。但这种定位模式的误差会随时间而累积，在几秒钟到几分钟内，无人机就可能偏离预定航线，失去位置基准，最终可能发生坠毁或飞丢。

无人机在与地面控制站之间的数据链和遥控信号借助电离层传播时，也可能受到电离层闪烁现象的干扰，出现如控制指令延迟、中断，或图传画面卡顿、丢失等问题，让无人机陷入“失明”。

中国气象局已布设数千个电离层地基监测台站，可以实时反演电离层信息，为无人机飞行提供导航定位可靠性分析，保障无人机飞行的安全。

此外，还可根据太阳活动信息，提供地磁暴和电离层暴预警，确保无人机飞行避开恶劣空间天气，避免不必要的损失。

中国气象局 国家空间天气监测预警中心

内容：韩大洋

审核：薛炳森 宗位国 程飞

签发：冯小虎