01什么是空中交通管制系统

空中交通管制系统是一组技术和程序系统，用于监视和控制空中交通并确保飞行安全和效率。民航中的交通管理系统的核心是空中交通管制系统，有效的空中交通管制系统可以保证发展低海拔经济学。

具体而言，空中交通管制系统是通信，导航，监视和空中交通管理系统，包括空中交通管理系统（ATM），通信系统，导航系统，监视系统等。CNS（通信，导航，监视CNS）系统由三个基本要素组成，即通信（通信），导航（导航）和监视（监视）系统：

1）现代通信系统实现基于航空电信网络（ATN）的地面空间，地面空间和空间数据传输，主要使用卫星通信，高频数据链接（VHF和HF）或S模式二级雷达数据链接来建立不同的终端。数据通信渠道以确保信息实时交换；

2）导航系统主要用于飞机定位，标题控制和导航。该系统使用全球定位系统，惯性导航系统，仪器着陆系统，VHF导航和距离测量设备等，以确保飞机在空中的安全有效导航所需的位置和方向信息；

3）监视系统跟踪飞机空中状态和运动模式的相关数据。通过使用雷达，自动关联监视，多雷达跟踪和其他技术，我们提供了飞机导航期间所需的必要信息，帮助空中交通管制员和飞行员做出正确的决定。这三个主要系统的软件和硬件以协调的方式运行，以确保准确有效地收集和交换导航信息。

图1CNS系统组成

空中交通管理系统（ATM）是空中交通管制人员使用的信息处理平台，用于实际运营和管理航班流量。根据CNS系统提供的数据基础，ATM系统构建了信息全面处理平台，以在导航，制定流量控制措施和计划分配计划期间为飞机提供集成信息。完整的ATM系统由三个主要部分组成：空中交通服务，空中交通流量管理和空域管理。他们共同协调和管理空中交通，有效地维持空中交通秩序，促进空中交通安全，并确保空气流量流畅。

图2 ATM系统组成

02工业链组成

空中交通管制系统涉及的工业链链路相对集中，包括上游监视系统设备供应商，中游空中交通系统研发和集成商以及下游的空中交通用户。

上游包括监视，导航和通信系统设备供应商和数据服务提供商，这些提供商提供了空中交通管理所需的关键设备和技术。监视系统设备供应商负责提供相关设备，以监视飞机的位置和移动轨迹。导航系统设备供应商为飞机定位和导航提供GPS设备，标题指标和惯性导航系统。此外，数据供应商为空中交通管理系统提供必要的数据支持和信息服务，包括航空气象服务，航空地图服务，航班计划服务等。所有数据将移交给数据服务提供商，以进行分类和标准化支持空中交通管理系统的运营和决策。这些公司致力于按标准对原始数据进行分类，以确保数据符合规格，处理和分析数据以及多源数据的融合和集成。这些服务共同确保了航空安全和运输效率的提高。

中国空中交通系统研发和集成商公司致力于开发和集成各种空中交通系统所需的软件和硬件解决方案。他们负责设计，开发和集成空中交通管理系统的各种组件，包括雷达系统，通信系统，导航系统，监视系统等。这些解决方案需要满足国际航空标准和安全要求，并与其他航空系统和设备无缝集成。

下游包括各种空中交通使用者，包括军事和民航公司，飞机运营商，机场运营商和空中交通局。军事航空公司从事军事任务，包括空中巡逻，运输，战术支持等。他们需要与空中交通管制系统紧密合作，以确保军事航行的安全和平稳进展。民航公司提供商业飞行服务，并负责运输乘客和货物。他们依靠空中交通管制系统来确保航班安全并准时到达目的地。飞机运营商是拥有和操​​作飞机的实体。他们需要监督操作飞机的平台并与空中交通管制系统密切合作。最后，机场运营商负责管理和运营机场设施，包括航站楼，跑道，关闭等。他们需要与空中交通系统协调飞行，停机和地面运输，以确保机场的高效和安全运营。空中交通局需要与空中交通系统提供商合作，以获得技术支持，定制解决方案，系统更新和维护服务，以确保空中交通的安全和平稳运行。

03低海拔经济的新要求

在政策的指导下，低空经济市场的前景广泛。工业和信息技术部以及其他四个部门的最新文件提议，到2030年，通用航空设备将完全融合到人们生产和生活的各个领域，成为低空经济增长的强大驱动力，并形成一个万亿级的市场规模。在2024年2月28日的国家信息办公室新闻发布会上，中国民航管理局副局长汉·朱恩（Han Jun预计2030年将达到2万亿元。

随着低空的积极发展，我国低空空中交通管制系统的市场规模将进一步扩大。根据中国经济行业研究所的数据，中国空中交通管制系统的投资额从2016年的23.3亿元人民币增加到2021年的59.8亿元人民币，增长了19.03％，每年的复合增长率为24.18％。

从发展阶段的角度来看，根据现代空中交通管理（Zhang Jun，北京航空与宇航员出版社，2005年），空中交通管制系统的开发可以分为四个阶段：

第1阶段：在1929 - 1934年期间。当时，飞机的飞行距离最多只有几百米，而且白天只能在好天气下飞行。因此，有必要根据视觉原则制定飞行规则，经理将在飞行密度高和繁忙的航班机场中进行管理。确保空中交通的安全和顺序；

第2阶段：1934- 1945年。 1934年左右，载有20多人的乘客容量，飞行速度为300公里/小时。由于更频繁和稳定的飞行活动，视觉飞行规则已经很难满足需求。因此，各个发达的航空国家已经建立了空中交通当局，制定了使用工具的安全飞行规则，并建立了国家规模的路线网络以及相应的航站楼，塔楼或路线交通管制中心；

第三阶段：1945- 1980年代。第二次世界大战带来了航空技术的飞跃和界限。随着飞机范围的增加，乘客容量显着增加并加速速度。 1945年，国际民航组织（ICAO）成为现实。在1950年代中期，战时雷达技术开始应用于空中交通管制领域，重要领域逐渐开始使用雷达控制来取代传统的程序控制。

阶段4：1980年代末出席。电子技术正在迅速开发，并且计算机广泛用于机载设备和空中交通管制地面设施。为了回应新飞机速度范围和空中流量不断增长的新飞机，国际民航组织于1983年底成立了一个未来空中导航系统（FANS）的特别委员会。1985年，国际民航组织开始组织未来导航系统的研究和计划（粉丝）。 1993年，粉丝正式更名为新导航系统的CNS/ATM系统。

目前，低空经济的持续发展将继续扩大对国内空气管制系统的需求，空气管制系统将面临更多的管理和监视低空飞机的需求。这些低空飞机在农业，物流分销，城市运输和其他领域的应用正在增加，空中交通管制系统需要提供准确有效的空中交通管理服务，这将扩大新的市场空间。为了适应地面经济驱动的低海拔交通管理需求的特殊性，空中交通管制系统的技术能力和业务模型需要满足带来的新要求：

1）低空飞行环境非常复杂，飞行活动是异质的，高密度，高频和高复杂性的。在应用程序的情况下，人/无人飞机是混合操作，高飞机密度，大量障碍物和复杂的气象环境。 ，提出对空中交通管制系统的更高要求。空中交通管制系统需要提供更灵活，高度适应和精致的空中交通管理服务，以在各种类型的低空飞机的不同应用方案中满足导航需求；

2）低空经济的发展要求空中交通管制系统能够处理更复杂的航空数据，并与低空飞机迅速有效地通信。因此，空中交通管制系统需要不断改进其数据处理和通信功能，以满足低海拔航空活动的需求并实现“可见且可控制的”。

3。过去，空中交通管制系统主要使用了高空飞机导航方案，例如民航。对于低海拔场景，应自适应改进传统的空中交通管制系统，以更好地管理和监视低空飞机的飞行活动，应对其他航空飞机之间的地面设施，人员和安全问题；

4。低空经济正在将空中交通管制系统从以政府为导向和面向企业的业务模式转变为面向消费者的商业模式。为了更好地面对低空经济的普遍发展和应用程序方案的扩大，空中交通管制系统还应为大众消费者添加一系列服务功能。

04低空经济下空中交通管制系统发展的新趋势

空中交通管制系统的逐步现代化，数据化和智能是开发低空空气交通管制系统的必然途径，即依靠天空和地面基础设施，包括4G/5G通信，卫星互联网，Beidou System，Beidou System，Beidou System，Beidou System，雷达和其他监视系统，以协调各个级别的空中交通管制。部门，安全部门，急诊部门以及基础设施支持部门之间的关系，建立数字低空操作环境，并实现智能空域设计和路线计划是开发未来低空空中交通管制系统的必然途径。具体来说：

1。在交流方面，5G-A联合整合和卫星互联网提供了新的低空数据传输解决方案

5G-A联合性整合已成为低空通信的发展方向，并已在Xiamen成功进行了驾驶。 5G频谱已从Sub 6GHz到毫米波发展，其感知能力得到了进一步提高。在这种情况下，沟通和感知集成，即基于软件和硬件资源/信息共享的感知和通信功能的协调的技术已成为一个新的开发方向。沟通和感知综合技术集成了沟通和感知功能，不仅可以通过通信链接获得诸如合作飞机的位置，速度，态度之类的关键信息，而且还可以通过沟通链接获得非合作飞机的位置，速度和周围环境信息感知技术。依靠高分辨率和毫米波的高定位精度的优势，它在较小和大量的低空飞机的背景下具有很大的应用空间。 2023年12月，Xiamen成功驾驶了世界上第一个“ 5G-A联合集成的低空协作网络”，实现了多目标监控，无人机跟踪跟踪和其他场景验证； 2024年3月，云南·巴尚·云鲁伊机场（Yunnan Baoshan Yunrui）机场世界上第一个5G-A智能机场联合综合基站建造和开放。

卫星互联网具有三维覆盖范围的优势，并有望在长期沟通的长期形式中发挥关键作用。在1000m以上的空域中，5G信号覆盖能力存在局限性，最终的低空通信解决方案可以将当前的4G/5G网络与专用的通信链接/网络，联合集成网络和低端卫星互联网集成。其中，卫星互联网可以满足航空对该地区稳定网络服务的要求。 “通用航空设备的创新应用实施计划”强调了5G和卫星互联网等集成应用的加速。我们认为，随着卫星 - 地面整合的发展，预计具有三维覆盖范围的卫星互联网将在低空通信的长期形式中发挥重要作用。

2。在导航方面，Beidou Tiandi协作数字基础是低空气管系统的重要基础

高精度定位技术是低空经济发展的必要基础。在高密度的低空飞机和许多飞行障碍的背景下，高精度定位技术已成为必要的基础，并且已经成为Beidou Navigation的不可避免的趋势，使其整合了低空空中交通。 1）时机：Beidou可以为低空飞机提供高精度的计时服务。 2）导航和监视：目前，典型的ADS-B（广播自动相关监视）发射机使用高频数据链接进行通信，并且位置信息基本上主要是GPS数据发展趋势； 3）“ Beidou +低轨卫星”集成网络具有高可靠性位置和通信服务功能，并且高级技术的集成提供了高性能的解决方案。

基于Beidou的低空和高精度的三维运输图的构建是解决低空飞机的有序飞行的关键。将来，在低空领空中，无人机和载人飞机的综合飞行需求对航行系统提出了很高的需求。解决此问题的核心是建立一个统一的低空高精度三维运输地图网络，该地图网络目前在郑安格，安海，上海，广东，广东和其他地方已经开始了试点项目。 luogang Park，Hefei，Anhui的Urban水平应用演示项目使用Beidou Fuxi世界领先的Geosot Earth Mesh网格分类理论系统。将来，Beidou Tiandi协作综合时空网络将为低空气管系统提供数字基础，从而为低空气管的无人驾驶，精确和智能开发提供支持。

3。在监视领域，ADS-B已成为先进的空中交通管制技术的发展方向。

多个空中交通管制监控方法的整合已成为确保飞行安全性的不可避免的趋势。空中交通监控主要是指对飞机的监视，以提高空中交通运营的安全性和效率。根据不同的监视技术和实施方法，可以将其分为主要雷达，次级雷达，ADS-B（广播自动相关监控）和多点相关定位。目前，各种监视技术的全面应用已成为飞行安全和领空管理的保证。不可避免的交通趋势。

4。气象方面：高性能分阶段雷达雷达提高气象监测精度，气象服务提供低空经济护送

高精度气象情报服务可确保低空飞行安全性，并且预计低空动力学基础设施和数据服务将加速。气象信息服务需要在仪表级和小时/分钟级别的高精度中达到高精度。将地面气象站信息传输到低空飞机需要有效的数据传输方法，例如在统一数据共享平台访问气象数据的城市基础地图中的深圳市。从工业链开发的角度来看，深圳气象局提出了三个气象网络，包括用于提高低历史监测能力的“气象监测网络”，用于提高低历史的“气象数字网络”相关技术服务的“气象授权网络”。气象服务中高精度的趋势有望推动气象雷达和气象数据服务的发展。

简而言之，低空经济发展提出了针对空中交通管制系统的新技术发展方向。为了确保低空飞行活动的安全性和效率，空中交通管制系统供应商已经研究并建立了低空的三维数字空域地理信息系统，促进了Beidou导航，低梯性卫星通信的应用， 5G-A，自主飞行，联合融合和其他技术概念，并建立了世界一体化。低空通信导航和监视网络将全面提高低空导航服务能力，并实现当前低空飞行服务系统和无人飞机的当前综合综合监督服务系统。

参考

YIOU智囊团，2024年，中国的低空经济行业研究报告，2024年

国民证券，空中交通管制系统：低空经济发展，空中交通管制系统第一，2024

CICC，空中交通系统 - 飞行支持的基石，领导着低空飞行的新时代，2024年

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