發布 | 空中交通管理系統技術總覽與市場趨勢分析

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航空產業網 2024-11-29

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2024年11月29日，航空產業網團隊發布了《空中交通管理（ATM）系統深度分析報告》，報告約80頁，6萬余字。數據信息均來自航空產業網自研專業數據庫，歡迎聯系采購！

空中交通管理系統（ATM）作為航空運輸安全與效率的基石，正處于技術革新和行業發展的關鍵時期。本報告將深入剖析空中交通管理系統的發展歷程、技術特點、未來趨勢及重點企業，為航空產業的專業人士和投資者提供全面的信息和深刻的洞見。

報告亮點

全面介紹了全球及中國空中交通管理系統的發展歷程
系統梳理了現代空管系統所應用的相關技術
報告總結分析了重點企業及產品，展現出市場的競合格局

空中交通管理（ATM）是一個動態、綜合的系統，涵蓋空中交通服務、空域管理和空中交通流量管理。其基本職責是確保航空器之間以及航空器與地面障礙物之間不會發生碰撞，保障航空運輸的安全性與有序性。

空管系統由三個關鍵組成部分構成：

空中交通服務（ATS）：提供飛行間隔管理，確保飛機在起飛、飛行和降落階段的安全運行。
空中交通流量管理（ATFM）：通過調節空中交通量以匹配航線和機場容量，從而維護空域秩序。
空域管理（ASM）：規劃、組織和發布航線與控制區域，以確保飛行操作的安全。

ATM系統三個關鍵組成部分 ?航空產業網

發展歷程

國際空管系統發展歷程

國際空中交通管理（ATM）的起源可追溯至20世紀初，隨著航空業的發展，20世紀20年代開始逐步應用ATM系統以確保航空運輸的可靠性。

1922年，倫敦Croydon機場建立了世界上首個機場管制塔臺。1935年，美國紐約紐瓦克機場成立了全球首個航路管制中心。二戰后，為規范民用航空運輸，1944年簽署了《國際民用航空公約》，成立了國際民用航空組織（ICAO），推動了全球空中交通管理的標準化。

進入21世紀，技術的發展正在改變ATM流程，數字革命使得協作決策、遠程塔臺和虛擬塔臺成為可能，以應對日益增長的空域容量。

中國空管系統發展歷程

新中國成立之初，空中交通管理（ATM）基礎框架開始建立，1950年《中華人民共和國飛行基本規則》的頒布標志著中國空管體系的初步形成。

1978年改革開放后，民航業開始轉型，1987年國家空管體制改革嘗試突破，形成了軍政共管的國家空管體制。1994年，中國民用航空總局空中交通管理局成立，標志著民航空管管理體制的基本形成。2000年后，中國民航發展速度加快，空管體制也進行了相應的調整。

2015年至今，新技術應用與深化改革階段，明確了空域組織與管理、協同流量管理等發展方向，北京大興機場開航，展示了全新的空管技術。中國空管體制經歷了從軍方主導到軍政共管，再到民航空管企業化轉型的深刻變革，技術也從陸空無線電通話發展到雷達管制、自動化系統，再到4D飛行和高級地面活動控制系統，為中國民航業的快速發展提供了堅實的支撐。

空管系統技術

本報告中把主要技術分為了以下三部分：功能性技術、數據與信息支持系統、技術集成與全球協同。

功能性技術：功能性技術直接參與并決定空中交通管理的核心操作，確保安全和效率。包括通信技術、導航技術和監視技術。

通信技術

甚高頻（VHF）通信：用于地空通信，受限于視線傳播，需中繼站和衛星擴大覆蓋。
自動語音識別（ASR）：提高ATC通信精確性，減輕工作量，提升安全性。
高頻（HF）通信：適用于遠程跨洋通信，受大氣和太陽活動影響。
數據鏈通信（Datalink）：減少語音通信負荷，提升通信效率。
衛星通信（SATCOM）：彌補VHF和HF不足，提供遠距離、高質量通信。

導航技術

全球導航衛星系統（GNSS）：提供全球定位、導航和授時服務。
地基增強系統（GBAS）：提高GNSS定位精度，支持精確進場和著陸。
星基增強系統（SBAS）：通過GEO衛星播發修正信息，改進定位精度。
慣性導航系統（INS）：自主式導航，不依賴外部信息源，隱蔽性和抗干擾能力強。
精確進場與著陸系統（JPALS）：提供精確導航引導，確保航空器安全著陸。

全球導航衛星系統及增強系統整理 ?航空產業網

監視技術

一次監視雷達（PSR）：探測目標位置，無法識別身份信息。
二次監視雷達（SSR）：依賴飛機應答機獲取詳細信息。
多點定位系統（MLAT）：通過時間差計算飛機精確位置。
廣播式自動相關監視（ADS-B）：飛機自動廣播位置信息，降低對傳統雷達依賴。
......

數據與信息支持系統：通過處理、分析和傳遞關鍵數據，為功能性技術提供實時決策支持和信息保障，確保系統在復雜環境下的精準與可靠運行。

空域管理系統：動態規劃和分配空域，提高利用效率。
飛行計劃的制定與優化：包括空中防撞系統（TCAS/ACAS）、沖突檢測、探測與避讓（DAA）等，確保飛行安全。
天氣預報輔助決策系統：提供關鍵氣象信息，優化航路選擇。
流量管理與路線規劃：如飛行數據處理系統（FDPS）和雷達數據處理系統（RDPS），優化航班路徑，減少延誤。
......

技術集成與全球協同：通過整合多維度技術體系和區域空管網絡，實現無縫連接與高效協同，推動空中交通管理全球化發展，確?？鐕w行安全、流暢與可持續性。

單一天空空中交通管理研究（SESAR）：整合歐洲空域管理，提升效率和安全性。
數字化歐洲天空（DES）：利用數字化技術提升航空管理效率和可持續性。
下一代空中運輸系統（NextGen）：美國空域系統現代化計劃，提高效率和環境可持續性。
中國民航空管現代化戰略（CAAMS）：推動空管體系現代化，提高空域使用效率和飛行安全。
系統廣域信息管理（SWIM）：實現航空領域數據共享，優化空域管理。
全球航空導航計劃（GANP）：構建全球協同的航空運輸系統，提升全球航空安全性和效率。
......

NextGen

（圖片來源：FAA）

競合格局分析

本報告聚焦于行業內的創新和技術領先企業，他們正推動著全球空中交通管理技術的進步。如泰雷茲（Thales Group）、通用原子（General Atomics）、L3Harris Technologies等國際企業，它們不僅是行業的領先者，更是未來空中交通管理創新的關鍵力量。

同時，報告也關注了前沿的國內企業，如四川川大智勝軟件股份有限公司、南京萊斯信息技術股份有限公司、中電科西北集團有限公司（二十所）等。

這些企業通過不斷的技術創新和全球合作，正在重塑空中交通管理的未來，確保飛行安全、提升運營效率，并為航空業的可持續發展提供動力。

發展趨勢

隨著新技術的不斷應用和深化改革的持續推進，ATM系統必將迎來更加廣闊的發展前景。以下是ATM系統發展的幾個關鍵趨勢：

數字化與智能化轉型

空中交通管理（ATM）系統正迎來數字化與智能化的轉型，以應對航空業對高效、安全空中交通管理的迫切需求。全球主要ATM戰略計劃，如NextGen、SESAR和CAAMS，均以數字化技術為核心，推動從傳統雷達控制向基于數據鏈的自主意圖協調與管理模式轉型。這一轉型不僅提高了空域優化、沖突檢測和規避的效率，還通過大數據和物聯網技術，為管制員提供精準決策支持，提升了管制效率和飛行安全性。然而，這一轉型也伴隨著挑戰，包括資金投入、技術升級和網絡安全等問題，需要在技術創新與系統穩定之間找到平衡。

軍民融合的發展與挑戰

隨著ATM系統現代化進程的推進，軍民航空系統的差異日益顯著，帶來了系統協調的復雜性。中國的軍民融合雖起步較晚，但已積極借鑒國外經驗，實現了軍民航空管的合作。未來，軍民融合將更加注重協同操作和標準化建設，通過政策、技術和操作模式的改進，實現軍民航空系統的協調發展。

無人航空器與新型空域管理模式

無人駕駛技術的迅猛發展對傳統ATM系統提出了新要求，特別是在無人機和eVTOL的應用場景中。未來的空域管理模式需針對無人駕駛技術的特點進行全面升級，引入智能輔助、人機混合操作等新理念，提高系統的靈活性和資源優化能力。同時，無人駕駛技術也對ATM系統的協作能力和安全性提出了更高要求，需要開發跨領域的數據共享平臺，實現空地一體化管理，并配備高效的沖突檢測與規避機制。綜上所述，無人駕駛技術的興起正在推動ATM系統進入一個全新的發展階段，未來的空域管理系統將更加智能、高效，為無人駕駛技術的廣泛應用提供堅實保障。

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