随着我国低空空域管理改革的不断深化，地方政府纷纷推出旨在促进低空经济发展的支持政策。同时，研究机构与企业也在不断加强低空经济相关产业的技术研究与应用开发。低空经济市场正蓄势待发，有望成为我国经济增长的新引擎。然而，低空飞行活动的高密度、高频次和高复杂性特点，对空管系统提出了更为严格的要求。作为低空经济规模化发展的关键基础设施，空管系统预期将成为低空经济发展中率先受益的关键领域。
低空经济下的新需求
在政策的引导下，低空经济市场展现出巨大的发展潜力。工业和信息化部等四部门最近发布的文件指出，到2030年，通用航空装备将全面融入人们的生产和生活各个领域，成为推动低空经济增长的重要力量，并有望形成一个规模达万亿级别的市场。在2024年2月28日的国新办新闻发布会上，中国民航局副局长韩钧透露，2023年我国低空经济的规模已经超过5000亿元，预计到2030年将达到2万亿元。
随着低空经济的积极发展，我国低空空管系统的市场规模也将进一步扩大。根据华经产业研究院的数据，中国空管系统的投资额从2016年的23.3亿元增长到2021年的59.8亿元，增长率达到19.03%，年均复合增长率达到24.18%。
空管系统是一套用于监护和控制航空交通，确保飞行安全和效率的技术和程序系统。民航空中交通管理系统的核心是空管系统，高效的空管系统是低空经济发展的保障。具体来讲，空管系统即通信、导航、监视与空中交通管理系统，包括空中交通管理系统（Air Traffic Management，ATM）、通信系统、导航系统、监视系统等。CNS （Communication，Navigation, Surveillance CNS）系统由三大基础要素所组成，即通信（Communication），导航（Navigation）以及监视（Surveillance）系统：
现代通信系统基于航空电信网（ATN）实现地空、地地及空空间数据通信传输，主要使用卫星通讯，高频数据链（VHF&HF），或S模式二次雷达数据链建立不同终端间数据通信通道，保证信息的实时交换；
导航系统主要用于飞行器定位，航向控制及导航。系统利用全球定位系统，惯性导航系统，仪表着陆系统，高频导航及距离测量设备等，提供了保障飞行器安全、高效地在空中航行所需的位置和方向信息，监视系统追踪飞行器空中状态和运动模式的相关数据。通过使用雷达，自动相关监视，多雷达跟踪等技术提供飞行器航行中所需的必要信息，帮助空中交通管制人员和飞行员做出正确的决策。三大系统软硬件协同运转，保障航行信息准确高效收集交换。
CNS系统构成
空中交通管理系统（ATM）是空管工作人员用来实际操作和管理飞行交通的信息处理平台。基于CNS 系统提供的数据基础，ATM系统构建信息综合处理平台，为航行过程中的飞行器提供整合后信息，制定流量控制措施，并规划分配方案。完整的 ATM系统由三大部分组成：空中交通服务，空中交通流量管和空域管理。它们共同协调和管理空中交通，有效维护空中交通秩序，促进空中交通安全，保障空中交通畅通。
ATM系统构成
当前，低空经济的不断发展将持续扩大国内空管系统的需求，空管系统将面临更多低空航空器的管理和监控需求。这些低空航空器在农业、物流配送、城市交通等领域的应用不断增加，需要空管系统提供精准、高效的空中交通管理服务，将拓展新的市场空间。为适应地空经济带动的对低空交通管理需求的特殊性，空管系统技术能力及业务模式需满足随之带来的新要求：
低空飞行环境高度复杂，飞行活动具有异构、高密度、高频次、高复杂性的特点，应用场景中有人/无人飞行器混合运行、飞行器密度高、障碍物数量多、气象环境复杂，对空管系统提出更高要求。空管系统需要提供更加灵活、适应性强、精细化的空中交通管理服务，满足多种类型低空航空器的不同应用场景下航行的需求；
低空经济的发展需要空管系统能够处理更加复杂的航空数据，并与低空航空器进行及时有效的通信。空管系统需要不断提升数据处理和通信能力，以满足低空航空活动的需求，实现“看得见，管得住” 。
空管系统过去多应用民航等高空航空器航行场景，对于低空场景，传统空管系统应进行适应性改进，以更好地管理和监控低空航空器的飞行活动、应对其与地面设施，人员以及其他空域航空器之间的安全问题；
低空经济正在让空管系统从传统面向政府、面向企业的业务格局，向面向消费者转变。为更好面对低空经济的大众化发展及应用场景的拓宽，空管系统也应增加一系列面向大众消费者的服务性功能。
空管系统逐步现代化、数据化、智慧化是低空空管系统发展的必然路径，即依托包括4G/5G通信、卫星互联网、北斗系统、雷达等监视系统的天空地基础设施，协调各级空管部门、安全应急部门和基建保障部门关系，建立数字化的低空运行环境，实现智能化的空域设计和航路规划，是未来低空空管系统发展的必然路径。具体来看：1. 通信方面，5G-A通感一体及卫星互联网提供低空数据传输新方案。2. 导航方面，北斗天地协同数字化底座是低空空管体系的重要基础。3. 监视领域，ADS-B成为先进空管技术发展方向。4.气象方面：高性能相控阵雷达提升气象监测精度，气象服务为低空经济护航。
随着2023年《国家空域基础分类方法》的发布，低空航线规划领域迎来了新的发展机遇。该方法依据飞行规则、航空器性能要求、空域环境和空管服务内容等关键要素，将空域细分为七类，为低空经济的繁荣开辟了新的道路。然而，目前对于低空经济所需的空域规划和航线设定研究尚不充分，标准也尚未统一，这成为制约发展的难题。以机场布局为例，尽管全国民航机场总数大约为250个，但在低空经济时代，一个城市的无人机机场和起降点数量可能会远超此数。因此，如何合理布局这些设施和航线，需要各方面的共同努力。
在“看得见、管得住”的方面，由于低空飞行具有“点密集、量大、分散”的特点，加之低空通信、导航、监视等保障设施的覆盖范围有限，以及运行环境的复杂性，低空监视和通信体系的建设，以及省、市、站三级服务管理体系的软硬件协同布局，都提出了新的挑战。以通信为例，无人机飞行依赖于5G基站的支持，但每个基站的覆盖范围和高度都有其局限性。因此，确保通信的连续性不仅需要新技术的验证和突破，还需要交通、通信等多个部门的协作配合。
在平台支撑方面，为了确保安全，建立一个高效的管理平台来审批无人机飞行计划和排班显得至关重要。以低空飞行的流量管理为例，如何使从密集部署的垂直起降场起飞的无人机有序地汇集到航线中，并在遇到恶劣天气等紧急情况时迅速调整排班，以确保有限的航线资源得到高效利用，这需要通过实践来验证。未来低空运行不仅需要一个统一的系统来管理不同区域的航空器，或同一区域内的不同类型的航空器，还需要满足特定应用场景需求的垂直领域专业系统。如何将这些系统整合起来，还有待于进一步的规范化。
空管系统产业链构成
空管系统涉及的产业链环节较为集中，包括上游的通导监系统设备供应商、中游的空管系统研发与集成商和下游空中交通使用者等。上游包括监测、导航和通信系统设备供应商及数据服务供应商，它们提供了空中交通管理所需的关键设备和技术。监测系统设备供应商负责提供用于监测空中航空器的位置和运动轨迹的相关设备。导航系统设备供应商则提供GPS设备、航向指示器和惯性导航系统等，用于航空器的定位和导航。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、飞行计划服务等。所有数据将交由数据服务商分类规范处理，以支持空中交通管理系统的运行和决策制定。这些企业致力于将原始数据按照标准进行分类、确保数据符合规范、对数据进行处理和分析以及将多源数据融合和集成。这些服务共同确保了航空安全和运输效率的提升。
中游空管系统研发及集成商公司致力于研发和集成各种空管系统所需的软件和硬件解决方案。他们负责设计、开发和整合空中交通管理系统的各个组成部分，包括上游所提供的雷达系统、通信系统、导航系统、监控系统等。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，包括军用和民用航空公司、航空器运营商、机场运营商及空管交通局。军用航空公司承担着军事任务，包括空中巡逻、运输、战术支援等，他们需要与空管系统紧密协作以确保军事航行的安全和顺利进行。民用航空公司提供商业航班服务，负责运输旅客和货物，他们依赖空管系统确保航班安全、准时到达目的地。航空器运营商是拥有和运营航空器的实体，他们需要监管运营航空器的平台，与空管系统的合作关系密切。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、停机位等，他们需要与空管系统协调航班起降、停机和地面运输，以确保机场运行的高效和安全。空管交通局需要与空管系统提供商合作，以获取技术支持、定制解决方案、系统更新和维护服务，共同确保空中交通的安全和顺畅运行。
总之，低空经济发展对空管系统提出新的技术发展方向。为保障低空飞行活动安全高效，空管系统供应商研究建立低空三维数字化空域地理信息系统，推进北斗导航、低轨卫星通信、5G-A、自主飞行，通感一体等技术理念应用，构建天地一体的低空通信导航监视网络，全面提升低空航行服务能力，实现现行低空飞行服务系统与无人驾驶航空器一体化综合监管服务体系。
来源：低空冷链物流
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