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核心觀點(diǎn):
截至2025年,我國實(shí)名登記無人機(jī)總數(shù)已突破328萬架,累計(jì)飛行時(shí)長4530萬小時(shí)。低空飛行活動的高密度、高頻次特征,放大了市場對高效空管系統(tǒng)的迫切需求。我國空管系統(tǒng)投資規(guī)模2024年躍升至60億元,2025年或達(dá)69億元
空管系統(tǒng)處在低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈的中游,包括通信、導(dǎo)航、監(jiān)視(CNS)和空中交通管理(ATM)四個(gè)主要部分。其中,空中交通管理系統(tǒng)由空中交通服務(wù)(ATS)、空中交通流量管理(ATFM)和空域管理(ASM)三個(gè)核心部分構(gòu)成。
空中交通流量管理(ATFM)可增加空管精度,空中交通管制(ATC)可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)容流平衡。
“一網(wǎng)統(tǒng)飛”推動空管系統(tǒng)從分散管理向統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變,通過統(tǒng)一空域管理、飛行信息接口、飛行服務(wù)規(guī)范等,實(shí)現(xiàn)國家—省—市三級平臺互聯(lián)互通。
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(1)研究背景
隨著全球低空經(jīng)濟(jì)的加速崛起,根據(jù)中國民航局預(yù)測,2025年我國低空經(jīng)濟(jì)市場規(guī)模或增至1.5萬億元,2035年有望攀升至3.5萬億元,增長潛力巨大。空管系統(tǒng)作為低空飛行活動的“生命線”,其安全性、高效性、智能化水平直接決定低空飛行活動的未來推廣,成為影響低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。
從民用無人機(jī)持有數(shù)據(jù)來看,截至2025年,我國實(shí)名登記無人機(jī)總數(shù)已突破328萬架,累計(jì)飛行時(shí)長4530萬小時(shí),低空飛行活動的高密度、高頻次特征,進(jìn)一步放大了市場對高效空管系統(tǒng)的迫切需求。
本文聚焦低空經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)——空管系統(tǒng),從行業(yè)現(xiàn)狀、政策、市場占比、競爭格局以及未來趨勢等方面展開分析梳理。
(2)空管系統(tǒng)定義及發(fā)展歷程
1)定義及構(gòu)成
定義
低空空域范圍一般在垂直高度1000米以下、根據(jù)實(shí)際需要延伸至不超過3000米的低空空域范圍內(nèi)。
圖表1 低空范圍(3000米以下)示意圖
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信息來源:浙商證券研究所、融中研究
空管系統(tǒng)是適配無人機(jī)、eVTOL、輕型通航飛機(jī)等低空飛行器的專用空中交通管控體系,核心功能為防止低空飛行器相撞以及與地面障礙物碰撞。區(qū)別于傳統(tǒng)民航高空空管的高密度、長航程管控邏輯,核心聚焦低空空域的精細(xì)化調(diào)度、安全監(jiān)管與通行保障,低空經(jīng)濟(jì)空管系統(tǒng)融合了數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù),形成了適配各類飛行器高密度、多樣化、場景化飛行需求的管理解決方案。
圖表2 空中交通管制示意圖
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信息來源:融中研究
空管系統(tǒng)組成
空管系統(tǒng)是通信、導(dǎo)航、監(jiān)視與空中交通管理系統(tǒng)為一體的綜合性的體系,包括通信、導(dǎo)航、監(jiān)視(CNS)和空中交通管理(ATM)四個(gè)主要部分。空中交通管理系統(tǒng)是空管工作人員用來實(shí)際操作和管理飛行交通的信息處理平臺,這一完整體系由空中交通服務(wù)(ATS)、空中交通流量管理(ATFM)和空域管理(ASM)三個(gè)核心部分構(gòu)成。
圖表3 空管系統(tǒng)組成及功能架構(gòu)
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信息來源:萊斯信息、融中研究
空中交通流量管理(ATFM)可增加空管精度,空中交通管制(ATC)可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)容流平衡。空中交通流量管理(ATFM)的主要目的是在預(yù)計(jì)航班的飛行量超過可用容量時(shí),在保證安全的前提下充分有效地利用空、地資源,通過合理、靈活地運(yùn)用各類流量管理策略和措施,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的容流平衡,提升運(yùn)行效率,緩解航班延誤,達(dá)到安全與效率統(tǒng)一。空中交通管制(ATC)是空管系統(tǒng)的核心部分,ATC通過雷達(dá)收集的空域信息,與報(bào)備的飛行計(jì)劃作對比,根據(jù)結(jié)果管制員對該飛機(jī)做出下一步飛行動作的調(diào)度指令,實(shí)現(xiàn)容留平衡;此外,ATC還能提供碰撞預(yù)警、天氣預(yù)警信息,保障飛行安全。
2)空管系統(tǒng)發(fā)展歷程
第一階段(2010年前):傳統(tǒng)空管時(shí)期
這一階段我國空管體系以高空民航管控為核心,低空領(lǐng)域無獨(dú)立、專業(yè)化的空管系統(tǒng)。國內(nèi)空管體系長期由軍方主導(dǎo),民用低空空域管控權(quán)限分散、審批流程繁瑣,通用航空產(chǎn)業(yè)起步遲緩;低空飛行器以小眾通航飛機(jī)為主,無人機(jī)尚未形成規(guī)模化商用,無專項(xiàng)低空管控需求。傳統(tǒng)空管依賴人工指揮、基礎(chǔ)雷達(dá)監(jiān)視與無線電通信,僅能滿足高空民航的基礎(chǔ)管控需求,無法適配低空場景的靈活、高頻、小額飛行特征。
第二階段(2010-2021年):低空改革試點(diǎn)時(shí)期
伴隨“十二五”“十三五”低空改革持續(xù)推進(jìn),無人機(jī)產(chǎn)業(yè)快速崛起,低空專用空管系統(tǒng)從概念落地為局部試點(diǎn),初步搭建軍地協(xié)同的管控框架。2010年8月,國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于深化我國低空空域管理改革的意見》,正式拉開國內(nèi)低空空域改革序幕,明確低空分類管理、簡化審批流程。此時(shí)消費(fèi)級無人機(jī)、工業(yè)級無人機(jī)逐步普及,低空飛行需求從小眾通航向商業(yè)化場景延伸。
國家分批次推進(jìn)低空空域管理改革試點(diǎn),逐步放開局部低空空域的使用權(quán)限。中央空管委先后批準(zhǔn)海南、四川、湖南、江西、安徽等省份開展低空改革試點(diǎn),探索“政府主導(dǎo)、行業(yè)監(jiān)管、軍地協(xié)同”的管控模式;行業(yè)內(nèi)初步研發(fā)無人機(jī)云管理系統(tǒng)、低空小型監(jiān)視雷達(dá)等基礎(chǔ)設(shè)備,借鑒美國UTM(無人機(jī)交通管理)、歐盟U-Space低空管控理念,搭建區(qū)域性低空管控雛形;部分城市開展無人機(jī)巡檢、航拍等小眾場景的管控試點(diǎn)。
第三階段(2021年-至今):低空經(jīng)濟(jì)落地與空管技術(shù)迭代期
低空經(jīng)濟(jì)被納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),商業(yè)化低空場景爆發(fā),空管系統(tǒng)從局部試點(diǎn)向城市級落地轉(zhuǎn)型,成為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心基建。無人機(jī)物流、短途空中運(yùn)輸、低空文旅、應(yīng)急救援等商業(yè)化場景快速落地,低空飛行頻次、飛行器類型大幅增加,空域擁堵、飛行安全、違規(guī)飛行等問題凸顯,空管系統(tǒng)成為低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模化發(fā)展的核心瓶頸。
空管系統(tǒng)向智能化、無人化、網(wǎng)絡(luò)化升級,強(qiáng)化全域調(diào)度、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判、違規(guī)溯源能力。技術(shù)端實(shí)現(xiàn)空天地一體化管控升級,融合北斗導(dǎo)航、AI智能調(diào)度、多源感知監(jiān)視等技術(shù),搭建城市級低空管控平臺;深圳、上海、廣州等核心城市開展規(guī)模化試點(diǎn),實(shí)現(xiàn)無人機(jī)物流、空中的士等場景的常態(tài)化管控;行業(yè)協(xié)會與主管部門陸續(xù)出臺低空空管相關(guān)技術(shù)規(guī)范、安全標(biāo)準(zhǔn)。
(3)空管系統(tǒng)行業(yè)現(xiàn)狀分析
1)空管系統(tǒng)政策梳理
近年來,低空經(jīng)濟(jì)行業(yè)發(fā)展迅速,為進(jìn)一步規(guī)范和促進(jìn)行業(yè)發(fā)展,我國政府及行業(yè)主管部門陸續(xù)出臺了一系列與行業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)、部門規(guī)章和產(chǎn)業(yè)政策,推動行業(yè)發(fā)展,具體如下:
圖表4 空管系統(tǒng)政策梳理
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信息來源:融中研究
2023至今,我國低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域密集出臺相關(guān)政策,多部門協(xié)同構(gòu)建全鏈條規(guī)制體系。首先,夯實(shí)無人機(jī)飛行管理、空域分類劃分等基礎(chǔ)法規(guī);其次,推進(jìn)低空空域分級管控、一站式審批提速等核心改革,同步搭建全國統(tǒng)一監(jiān)管平臺、落地?zé)o人機(jī)運(yùn)行識別強(qiáng)制性國標(biāo);第三,完善低空通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與全領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系,明確2027年低空航路網(wǎng)絡(luò)覆蓋率、標(biāo)準(zhǔn)體系搭建及2030年萬億級產(chǎn)業(yè)規(guī)模,破解無人機(jī)“盲飛”、監(jiān)管碎片化等痛點(diǎn),為低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模化、規(guī)范化發(fā)展筑牢制度根基。
2)空域管理模式與管理范圍
空域管理模式:軍地民協(xié)同管理
空管系統(tǒng)現(xiàn)行行業(yè)管理體制為中央空管委和國家空管委統(tǒng)籌,民航局空管局、地區(qū)空管局、空管分局(站)三級管理;運(yùn)行組織形式方面,目前是區(qū)域管制、進(jìn)近管制、機(jī)場管制為主線的三級空中交通服務(wù)體系。中國民用航空局空中交通管理局領(lǐng)導(dǎo)管理民航七大地區(qū)空管局及其下屬的民航各空管單位,駐省會城市(直轄市)民航空管單位簡稱空中交通管理分局,其余民航空管單位均簡稱為空中交通管理站。
圖表5 管理架構(gòu)與主要職責(zé)
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信息來源:融中研究
空管系統(tǒng)施行軍、地、民三方協(xié)同方式管理,構(gòu)建一體化管理工作機(jī)制,明確軍負(fù)責(zé)空防安全、民航負(fù)責(zé)運(yùn)行安全監(jiān)管、地方負(fù)責(zé)公共安全的分工,實(shí)現(xiàn)空域資源高效利用。
空域管理范圍
依據(jù)航空器飛行規(guī)則和性能要求、空域環(huán)境、空管服務(wù)內(nèi)容等要素,空域劃分為A、B、C、D、E類(管制空域),G、W類(非管制空域)。
圖表6 國家空域基礎(chǔ)分類示意圖
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信息來源:中國民用航空局、融中研究
A類空域:位于標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度6,000米至20,000米之間的空間,屬于高空管制區(qū)。
B類空域:通常設(shè)在民用運(yùn)輸機(jī)場上空,屬于中低空管制區(qū)。
C類空域:一般設(shè)在建有塔臺的民用通用機(jī)場上空,民用運(yùn)輸機(jī)場上空,屬于終端(進(jìn)近)管制區(qū)。
G類空域:位于B、C類空域以外,真高300米以下的空間(W類空域除外),以及對軍事和民航飛行無影響的低于6,000米海平面高度的空域。
W類空域:在G類空域內(nèi),真高120米以下的部分。
D或E類空域:除A、B、C、G、W類之外的空間,根據(jù)需要?jiǎng)澰O(shè)為D或E類空域。其中,標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度20,000米以上的空間統(tǒng)一劃為D類空域。
圖表7 空域分級應(yīng)用場景示意圖
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信息來源:中國民用航空局、融中咨詢
(4)空管系統(tǒng)市場規(guī)模及競爭格局
1)空管系統(tǒng)市場規(guī)模
我國空管系統(tǒng)市場規(guī)模
2019-2020年,受益于低空領(lǐng)域政策試點(diǎn)與技術(shù)驗(yàn)證啟動,我國空管系統(tǒng)市場規(guī)模由6.08億元躍升至12.85億元,同比增速達(dá)111.36%,實(shí)現(xiàn)首輪需求釋放;2021-2022年受行業(yè)規(guī)范整合與疫情影響,市場規(guī)模回調(diào)至4.01億元,進(jìn)入蓄力調(diào)整期;2023年起伴隨低空經(jīng)濟(jì)政策落地與商業(yè)化場景拓展,市場恢復(fù)高速增長,2023年達(dá)7.88億元,2024年升至16.94億元;2025-2028E維持20%以上的速度增長,投資持續(xù)向智能空管設(shè)備與數(shù)字空域底座傾斜,為低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模化運(yùn)營筑牢核心支撐。
圖表8 我國空管系統(tǒng)市場規(guī)模
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信息來源:公開信息整理,融中研究
我國空管系統(tǒng)投資規(guī)模
空管系統(tǒng)作為低空經(jīng)濟(jì)核心基礎(chǔ)設(shè)施,其投資規(guī)模也與產(chǎn)業(yè)發(fā)展節(jié)奏耦合。2021-2022年投資約50億元,以穩(wěn)健投入完成低空適配改造與基礎(chǔ)能力搭建;2023年小幅增長至52億元,適配多元化運(yùn)營場景;2024年躍升至60億元,在政策與產(chǎn)業(yè)雙驅(qū)動下進(jìn)入智能化、網(wǎng)絡(luò)化升級的快速增長期;2025年投資或達(dá)69億元,投資增長既反映產(chǎn)業(yè)對核心基建的迫切需求,也彰顯市場對低空經(jīng)濟(jì)長期潛力的信心。
圖表9 我國空管系統(tǒng)投資規(guī)模
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信息來源:國海證券研究所、融中研究
2)空管系統(tǒng)競爭格局
我國空管系統(tǒng)市場呈現(xiàn)分層競爭格局,行業(yè)整體具有較高的進(jìn)入門檻壁壘。國際公司方面,泰雷茲、英德拉、Telephonics等企業(yè)依托技術(shù)積淀、全球化布局以及多領(lǐng)域協(xié)同優(yōu)勢,在全球高端空管系統(tǒng)市場占據(jù)核心地位。國內(nèi)市場中,國際廠商多通過合資、技術(shù)合作等方式參與國內(nèi)市場,如合資企業(yè)泰雷茲作為國際技術(shù)落地國內(nèi)市場的重要銜接載體,在市場中承擔(dān)著獨(dú)特的角色。
圖表10 空管系統(tǒng)主要公司基本情況
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信息來源:融中研究
市場占有率方面,傳統(tǒng)空管領(lǐng)域具備優(yōu)勢的廠商可以順利將優(yōu)勢延伸,依靠豐富的空管系統(tǒng)領(lǐng)域研發(fā)優(yōu)勢,搶占低空空管系統(tǒng)的先發(fā)優(yōu)勢。根據(jù)國海證券研究所整理的相關(guān)數(shù)據(jù)來看,截止2022年12月,萊斯信息空管自動化系統(tǒng)市占率達(dá)42.05%,成都空管公司28.41%位居第二,華泰英翔18.18%位居第三。
圖表11 我國空管自動化系統(tǒng)市場占有率情況
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信息來源:國海證券研究所、融中研究
(5)空管系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈
空管系統(tǒng)處在產(chǎn)業(yè)鏈中游,是民航空管部門實(shí)施對空指導(dǎo)的核心系統(tǒng)。隨著低空經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,航空設(shè)備日益豐富、城市空中交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建也已起步,現(xiàn)代化、自動化空管系統(tǒng)作為空域資源管理的調(diào)節(jié)器、低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施,重要性愈發(fā)凸顯。
圖表12 空管系統(tǒng)與低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)
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信息來源:華西證券、融中研究
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(1)空管ATC系統(tǒng)分析
1)空管ATC系統(tǒng)基本情況
空中交通管制(ATC)系統(tǒng)是空管系統(tǒng)的核心部分,ATC系統(tǒng)通過雷達(dá)收集的空域信息,與報(bào)備的飛行計(jì)劃作對比,根據(jù)結(jié)果管制員對該飛機(jī)做出下一步飛行動作的調(diào)度指令,實(shí)現(xiàn)容留平衡;此外,ATC系統(tǒng)還能提供碰撞預(yù)警、天氣預(yù)警信息,保障飛行安全。
圖表13 空管系統(tǒng)指揮示意圖
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信息來源:萊斯信息、融中研究
ATC系統(tǒng)覆蓋飛機(jī)從停機(jī)位推出、滑?道滑?、跑道起飛、爬升、巡航、下降、降落?跑道、滑?道滑??停機(jī)位等整個(gè)航?過程;對于低空飛?器??,出于對空間限制、飛行安全、障礙物避讓、雷達(dá)覆蓋等角度考慮,其管制難度和必要性不亞于狹義民航。
2)空管ATC系統(tǒng)組成部分
低空經(jīng)濟(jì)的空管ATC系統(tǒng)與現(xiàn)有民航ATC系統(tǒng)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上,存在較強(qiáng)的參照性和相似度,民航空管ATC系統(tǒng)主要由空管自動化系統(tǒng)、空管場面管理系統(tǒng)、機(jī)場機(jī)坪塔臺管制自動化系統(tǒng)、空管模擬機(jī)系統(tǒng)四部分系統(tǒng)組成:
圖表14 ATC系統(tǒng)組成及模塊用途
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信息來源:萊斯信息、融中研究
3)空管ATC系統(tǒng)與ATFM系統(tǒng)協(xié)同
空中交通流量管理(ATFM)系統(tǒng)的主要目的是在預(yù)計(jì)航班的飛行量超過空管ATC系統(tǒng)的可用容量時(shí),在保證安全的前提下充分有效地利用空、地資源,通過合理、靈活地運(yùn)用各類流量管理策略和措施,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的容流平衡,提升運(yùn)行效率,緩解航班延誤,達(dá)到安全與效率統(tǒng)一。
圖表15 空中交通流量管理(ATFM)系統(tǒng)運(yùn)行示意圖
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信息來源:萊斯信息、融中研究
(2)空管系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成分析
1)空管系統(tǒng)設(shè)備一:空管雷達(dá)
空管雷達(dá)主要作用:雷達(dá)管制員根據(jù)雷達(dá)顯示,可以了解本管制空域雷達(dá)波覆蓋范圍內(nèi)所有航空器的精確位置,因此能夠大大減小航空器之間的間隔,使管制工作變得主動,管制人員由被動指揮轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃又笓],提高了空中交通管制的安全性、有序性、高效性。目前在民航管制使用的雷達(dá)種類為一次監(jiān)視雷達(dá)和二次監(jiān)視雷達(dá)。
圖表16 民航機(jī)場空管雷達(dá)需求
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信息來源:華西證券研究所、融中研究
一次雷達(dá)(PSR):天線以一定速率在360°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn),利用無線電反射回波信息來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。T0時(shí)發(fā)出電磁波,T1時(shí)接收到飛機(jī)反射的回波,根據(jù)T0和T1的時(shí)間差計(jì)算出距離。但這種方式只能發(fā)現(xiàn)空中有幾架飛機(jī),并不能區(qū)別飛機(jī)A、飛機(jī)B在顯示器上只顯示一個(gè)亮點(diǎn)而無其他數(shù)據(jù)。
二次雷達(dá)(SSR):通過地面詢問機(jī)和接受機(jī)載應(yīng)答機(jī)反饋的信息來發(fā)現(xiàn)和識別目標(biāo)。區(qū)別于一次雷達(dá)的地方是:二次雷達(dá)以“詢問-應(yīng)答”的方式發(fā)射的電磁波里面攜帶有某架飛機(jī)的24bit地址碼,有針對性地向空中喊話,空中相應(yīng)飛機(jī)收到電磁波后會做出應(yīng)答。二次監(jiān)視雷達(dá)能在顯示器上顯示出標(biāo)牌、符號、編號、航班號、高度和運(yùn)行軌跡等及特殊編號。
圖表17 雷達(dá)系統(tǒng)構(gòu)成圖示
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信息來源:華西證券研究所、融中研究
2)空管系統(tǒng)設(shè)備二:機(jī)載應(yīng)答機(jī)
機(jī)載應(yīng)答機(jī)是二次監(jiān)視雷達(dá)的機(jī)載部分,用于與地面雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行通信。它的主要功能是接收來自地面雷達(dá)站的詢問信號,并通過回應(yīng)信號向雷達(dá)系統(tǒng)提供飛機(jī)的識別和位置信息。在航空應(yīng)用中,應(yīng)答機(jī)主要作為輔助航空交通管制和機(jī)上的空中防撞系統(tǒng)(TCAS)使用。
圖表18 二次雷達(dá)與應(yīng)答機(jī)的工作模式
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信息來源:華西證券研究所、融中研究
根據(jù)應(yīng)答機(jī)發(fā)射的頻率和代碼的特點(diǎn),其模式有模式1、模式2、模式3/A、模式4,模式5,模式B、模式C、模式D和S模式,涉及到民用的模式主要有模式A,模式C和S模式,國內(nèi)目前以A、C模式為主。
A模式是最早的應(yīng)答機(jī)模式,它主要用于飛機(jī)的身份識別。當(dāng)航空管制員向飛機(jī)發(fā)送詢問信號時(shí),A模式的應(yīng)答機(jī)會回復(fù)一個(gè)四位數(shù)的航班代碼。這個(gè)航班代碼是由飛行員在起飛前設(shè)置的,用來標(biāo)識飛機(jī)的身份。通過A模式,管制員可以識別每架飛機(jī)的唯一身份,從而進(jìn)行空中交通控制。
C模式是一種增強(qiáng)的應(yīng)答機(jī)模式,它除了提供飛機(jī)的身份信息外,還能提供飛機(jī)的高度(海拔高度)。當(dāng)?shù)孛胬走_(dá)向飛機(jī)發(fā)送詢問信號時(shí),C模式的應(yīng)答機(jī)會回復(fù)航班代碼和當(dāng)前的高度信息。這使得管制員能夠更好地了解飛機(jī)的垂直位置,以確保航空器之間的安全間隔。
S模式是最先進(jìn)和最多功能的應(yīng)答機(jī)模式。它除了提供飛機(jī)的身份和高度信息外,還能提供更多的數(shù)據(jù)交換功能。S模式應(yīng)答機(jī)具有獨(dú)特的地址編碼,使得它可以與其他飛機(jī)和地面系統(tǒng)進(jìn)行直接通信。這種雙向通信功能使得飛機(jī)能夠與地面系統(tǒng)交換更多的數(shù)據(jù),如氣象信息、飛行計(jì)劃更新等。
圖表19 飛機(jī)A320上的應(yīng)答機(jī)
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信息來源:華安證券研究所、融中研究
3)空管系統(tǒng)設(shè)備三:?播式自動相關(guān)監(jiān)視ADS-B
ADS-B是低空空管系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)方向。ADS-B(Automatic Dependent Surveillance Broadcast 廣播式自動相關(guān)監(jiān)視),是指無須人工操作或者詢問,可以自動(1秒1次)從相關(guān)機(jī)載設(shè)備獲取參數(shù)并向其他飛機(jī)或地面站報(bào)告飛機(jī)的位置、高度、速度、航向、識別號等信息,從而使管制員對飛機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,與雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)相比,ADS-B數(shù)據(jù)更新速度快,數(shù)據(jù)精度高,傳輸?shù)男畔⒇S富,安裝和使用成本遠(yuǎn)低于雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)。目前我國有部分機(jī)場安裝了ADS-B系統(tǒng),用來作為傳統(tǒng)雷達(dá)管制的補(bǔ)充,未來有望實(shí)現(xiàn)更深度地使用
圖表20 ADS-B工作原理
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信息來源:無人機(jī)科技網(wǎng)、融中研究
ADS-B系統(tǒng)是一個(gè)集通信與監(jiān)視于一體的信息系統(tǒng),由信息源、信息傳輸通道和信息處理與顯示三部分組成。ADS-B的主要信息是飛機(jī)的4維位置信息(經(jīng)度、緯度、高度和時(shí)間)和其它可能附加信息(沖突告警信息,飛行員輸入信息,航跡角,航線拐點(diǎn)等信息)以及飛機(jī)的識別信息和類別信息。此外,還可能包括一些別的附加信息,如航向、空速、風(fēng)速、風(fēng)向和飛機(jī)外界溫度等。
ADS-B分為兩類:發(fā)送(OUT)和接收(IN)。OUT是ADS-B的基本功能,它負(fù)責(zé)將信號從飛機(jī)發(fā)送方經(jīng)過視距傳播發(fā)送給地面接收站或者其他飛機(jī)。ADS-B IN是指航空器接收其他航空器發(fā)送的ADS-B OUT信息或地面服務(wù)設(shè)備發(fā)送的信息,為機(jī)組提供運(yùn)行支持和情境意識,如沖突告警信息,避碰策略,氣象信息。
圖表21 ADS-B IN和ADS-B OUT圖示
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信息來源:空客筆記、融中研究
(3)空管系統(tǒng)中通信感知導(dǎo)航情況分析
1)空管系統(tǒng)中的通信與感知情況
通信和感知也是空管系統(tǒng)的重要組成部分,目前5G-A通信感知一體已成為低空通信發(fā)展的方向,并已在廈門/廣州等地成功試點(diǎn)。5G-A全稱5G-Advanced,相對于傳統(tǒng)的5G網(wǎng)絡(luò),不僅比原有的速率、時(shí)延和連接數(shù)等方面的能力增強(qiáng)了10倍,同時(shí)還新增了如通感一體等革命性的新能力。通信感知一體化技術(shù)融合通信和感知功能,既可以通過通信鏈路獲取合作航空器的位置、速度、姿態(tài)等關(guān)鍵信息,又可以通過感知技術(shù)獲取非合作航空器的位置、速度及其周圍環(huán)境信息,同時(shí)依托毫米波高分辨率、高定位精度的優(yōu)勢,在低空飛行器體積小、數(shù)量多的背景下應(yīng)用空間廣闊。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)具有立體覆蓋優(yōu)勢,有望在空管系統(tǒng)中的低空通信遠(yuǎn)期形態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在1000m以上空域,5G信號覆蓋能力存在局限性,最終低空通信解決方案可能會融合當(dāng)前4G/5G網(wǎng)絡(luò)與專用通信鏈路/網(wǎng)絡(luò)、通感一體化網(wǎng)絡(luò)和低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),其中衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)能夠滿足航空對于全地域穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的要求。
2023年12月,全球首個(gè)“5G-A通感一體低空協(xié)同組網(wǎng)”在廈門成功試點(diǎn),實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)監(jiān)測、無人機(jī)航跡跟蹤等場景驗(yàn)證;2024年3月,云南保山云瑞機(jī)場建成開通全球首個(gè)5G-A智慧機(jī)場通感一體基站;2024年5月,廣州移動、中興、華為在廣州九龍湖、黃埔保稅區(qū)等多地完成7個(gè)5G-A通感一體基站建設(shè)。
圖表22 全球首個(gè)“5G-A通感一體低空協(xié)同組網(wǎng)”于廈門成功試點(diǎn)
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信息來源:央視網(wǎng)、融中研究
2)空管系統(tǒng)中的導(dǎo)航情況
當(dāng)前我國空管系統(tǒng)中的導(dǎo)航以北斗為主,GPS、GLONASS、Galileo共同兼容使用。北斗導(dǎo)航是低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少信息資源,北斗時(shí)空信息貫穿于低空經(jīng)濟(jì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。1)北斗促進(jìn)低空制造產(chǎn)業(yè)智能化,“北斗+5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+傳感器”,可以用于低空制造產(chǎn)業(yè)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流水線,實(shí)現(xiàn)智能化制造,同時(shí)為低空產(chǎn)品的銷售、進(jìn)出口等提供了時(shí)空服務(wù);2)北斗為低空產(chǎn)業(yè)保駕護(hù)航:北斗系統(tǒng)能為低空飛行器提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù);通過與5G、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)結(jié)合,可以提高低空飛行的穩(wěn)定性和安全性。
圖表23 搭載北斗設(shè)備的通航直升機(jī)![]()
信息來源:中國空間技術(shù)研究院、融中研究
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(1)一網(wǎng)統(tǒng)飛,成為主流治理模式
隨著低空經(jīng)濟(jì)治理需求與地方試點(diǎn)實(shí)踐逐步形成,“一網(wǎng)統(tǒng)飛”成為被廣泛認(rèn)知的治理模式,其打破以往無人機(jī)、空域、數(shù)據(jù)等資源的分散狀態(tài),將所有低空相關(guān)要素統(tǒng)一整合至一個(gè)平臺,最終實(shí)現(xiàn)一飛多用、一數(shù)共享、一網(wǎng)統(tǒng)管。“一網(wǎng)統(tǒng)飛”推動空管系統(tǒng)從分散管理向統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變,通過統(tǒng)一空域管理、飛行信息接口、飛行服務(wù)規(guī)范等,實(shí)現(xiàn)國家—省—市三級平臺互聯(lián)互通,形成“一窗受理、一網(wǎng)通辦”的審批和監(jiān)管模式,減少跨部門協(xié)調(diào)成本。
(2)技術(shù)迭代,空管系統(tǒng)向智能化、無人化、高精度升級
新一代信息技術(shù)與空管業(yè)務(wù)深度融合,將重構(gòu)低空管控模式,核心技術(shù)突破聚焦三大務(wù)實(shí)方向:一是智能調(diào)度與AI輔助管控,低空大模型、AI算法深度融入空域規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)飛行意圖推演、動態(tài)航路調(diào)整、沖突自主消解,空管從“人控為主”轉(zhuǎn)向“人機(jī)協(xié)同、AI兜底”,高密度飛行場景下調(diào)度效率大幅提升;二是空天地一體化感知,北斗三號高精度定位、5G-A通感一體化、毫米波雷達(dá)、ADS-B合規(guī)終端多源融合,構(gòu)建全域低空監(jiān)視網(wǎng)絡(luò),破解低空“黑飛”、盲區(qū)管控難題;三是數(shù)字孿生與四維航跡運(yùn)行,搭建低空數(shù)字孿生空域,疊加氣象、地形、禁飛區(qū)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)飛行器全時(shí)段精準(zhǔn)軌跡管控,保障復(fù)雜環(huán)境飛行安全。
(3)場景定制,空管系統(tǒng)細(xì)分賽道差異化深耕
隨著低空經(jīng)濟(jì)應(yīng)用場景多元化,空管系統(tǒng)將改善通用化設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)向細(xì)分場景定制化開發(fā),精準(zhǔn)匹配不同飛行主體的管控需求。eVTOL聚焦城市空中出行,打造高安全、低時(shí)延、大容量的UAM專用空管走廊,適配都市圈點(diǎn)對點(diǎn)通勤需求;物流無人機(jī)領(lǐng)域,開發(fā)輕量化、低成本的末端配送空管模塊,支持海量小型無人機(jī)集群調(diào)度;應(yīng)急救援、農(nóng)林植保、電力巡檢等公共服務(wù)領(lǐng)域,定制應(yīng)急優(yōu)先、快速響應(yīng)的空管方案,保障特殊場景飛行優(yōu)先級;低空觀光、賽事飛行等消費(fèi)場景,推出簡易審批、柔性管控的輕量化空管服務(wù),降低消費(fèi)級飛行準(zhǔn)入門檻。
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低空空域?qū)儆趪覒?zhàn)略資源,空管行業(yè)發(fā)展高度依賴政策頂層設(shè)計(jì)與空域開放進(jìn)度,政策不確定性是制約行業(yè)發(fā)展的首要瓶頸。此外,技術(shù)成熟度不及預(yù)期、低空飛行安全事故等均將影響行業(yè)發(fā)展。
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