通信行业深度报告低空经济专题之四：低空经济航空监视方案研判

证券研究报告：通信|深度报告 2024年6月13日 行业投资评级 行业基本情况收盘点位 2325.98 52周最高 2899.7 52周最低 1867.65 强于大市|维持 通信 沪深300 行业相对指数表现（相对值） 7% 3% -1% -5% -9% -13% -17% -21% -25% -29% 2023-062023-082023-112024-012024-032024-06 研究所 资料来源：聚源，中邮证券研究所 分析师:鲍学博 SAC登记编号:S1340523020002 Email:baoxuebo@cnpsec.com 分析师:王煜童 SAC登记编号:S1340523070004 近期研究报告 Email:wangyutong@cnpsec.com 《中邮通信：深度解析Starlink》-2023.11.18 低空经济专题之四：低空经济航空监视方案研判 投资要点 监视系统是实现空域管理、流量管理等功能的基础，为空管运行单位及其他相关单位和部门提供目标（包括空中航空器及机场场面动目标）的实时动态信息。国际民航组织（ICAO）将监视技术分为独立非协同式监视、独立协同式监视和非独立协同式监视，主要监视技术包括一次监视雷达、二次监视雷达、广播式自动相关监视（ADS-B）等。 对比国内外监视技术应用政策情况，美国雷达地面基础设施完善，其本土空域已经完全实现雷达的多重覆盖；欧洲雷达地面基础监视设施完善，实现了高空空域的覆盖，空管操作流程和体制规范健全。与美国和欧洲相比，澳大利亚本土实现部分雷达覆盖。经过改革开放三十多年监视基础设施建设，我国传统监视基础设施（雷达）已初具规模,实现了东部地区主要航路、航线的双重覆盖和西部地区主要航路、航线的连续覆盖。 我们认为，城市空中交通类似于缩小版的民航，起降点类似于民航机场，起降点之间将有固定航线，考虑到城市安全，城市空中交通难以实现自由飞行。城市空中交通与民航相比，在航线密度、起降频次、飞行器间隔等方面都与民航有显著差异，对航空监视的精度、数据率提出了更高要求。城市空中交通类似于民航，或有通信/上网需求，且相较于民航，或更易实现。城市中存在一些敏感区域应禁止飞行，如地标性高楼、军事管理区、体育场等人员密集场所以及其他重点区域，需对远离航线、进入敏感空域的eVTOL等飞行器具备驱离、击落等处置措施。 我们认为，在航线/航路方面，ADS-B是成熟的低空经济航空监视解决方案；卫星定位+移动通信网络（通感一体）既可以提供航空监视 （类似于ADS-B与二次雷达的结合）又可以提供通信服务，或是未来需重点发展的技术手段。在起降点，或需要一次监视雷达进行辅助；在敏感空域，需要一次监视雷达进行主动探测。 相关上市公司：1）机载ADS-B设备：四川九洲等；2）卫星定位 +移动通信网络（通感一体）：中兴通讯、信科移动、灿勤科技、中瓷电子、国博电子等；3）一次监视雷达（低空监视雷达）：国睿科技、航天南湖、四创电子等。 风险提示 低空经济相关支持政策不及预期；UAM相关基建配套不及预期； eVTOL研发、取证、量产进展不及预期。 目录 1几种航空监视方案对比5 1.1航空监视及分类5 1.2一次监视雷达6 1.3二次监视雷达7 1.4广播式自动相关监视（ADS-B）9 1.5其他11 1.6对比12 2国内外发展现状12 2.1美国12 2.2欧洲13 2.3澳大利亚13 2.4中国14 3中国民航局航空监视技术路线图15 3.1发展需求15 3.2发展路线图16 4低空经济航空监视方案研判17 4.1以UAM为主的低空经济对航空监视的需求分析17 4.2UAM航空监视方案研判17 5风险提示18 图表目录 图表1：监视技术的分类5 图表2：一次监视雷达技术指标6 图表3：民航局使用许可目录中的一次监视雷达7 图表4：SCR-23L波段远程空管一次监视雷达7 图表5：二次监视雷达技术指标8 图表6：民航局使用许可目录中的二次监视雷达8 图表7：空管二次监视雷达9 图表8：S模式空管二次监视雷达9 图表9：民航局使用许可目录中的ADS-B10 图表10：通用航空器改装ADS-B系统的可选产品10 图表11：ADS-B地面接收系统10 图表12：监视技术的分类12 图表13：我国高空监视覆盖情况15 图表14：航路、航线16 图表15：终端（进近）管制区16 图表16：通用航空与非空中交通管理监视17 图表17：相关上市公司18 1几种航空监视方案对比 1.1航空监视及分类 随着航空事业的快速发展，我国的空中交通流量呈指数级增长，空中交通管理系统安全和效率压力迅速增加。因此依靠新的技术手段提高通信、导航、监视和自动化系统的能力来提高空管运行的安全性和效率是一种切实可行的、重要的方法。其中监视技术是系统的主要信息来源，是实现空域管理、流量管理等功能的基础，为空管运行单位及其他相关单位和部门提供目标（包括空中航空器及机场场面动目标）的实时动态信息。 空管运行单位等利用监视信息判断、跟踪空中航空器和机场场面动目标位置，获取监视目标识别信息，掌握航空器飞行轨迹和意图、航空器间隔及监视机场场面运行态势，并支持空-空安全预警、飞行高度监视等相关应用，整体提高空中交通安全保障能力，提升空中交通运行效率，提高航空飞行安全水平以及运行效率。按照监视技术的工作原理，国际民航组织（ICAO）将监视技术分为独立非协同式监视、独立协同式监视和非独立协同式监视。 图表1：监视技术的分类 分类 监视技术说明 主要监视技术 无需监视目标协作，直接通过地面设备独立辐射电 一次监视雷达：可分为远程一次监视雷达、近程一 独立非协同监视 磁波测量并获取监视目标定位信息的监视技术 次监视雷达 由地面设备向监视目标发出询问，并接收监视目标 独立协同监视 的应答信息，通过计算获取监视目标定位信息的监 二次监视雷达、多点定位 视技术 非独立协同式监视 监视目标依靠定位系统获取自身位置信息，并通过 契约式自动相关监视（ADS-C） 其他监视技术 数据链向地面设备主动发送定位信息的监视技术 在写入国际民航组织相关标准与建议措施（SARPs）前，不能用于空中交通管理 广播式自动相关监视（ADS-B） 基于卫星的广播式自动相关监视（星基ADS-B）卫星定位+北斗短报文（GNSS+RDSS） 卫星定位+移动通信网络（GNSS+4G/5G） 遥控无人驾驶航空器通信链路位置信息自动广播监视 资料来源：《民用航空监视技术应用政策》中国民用航空局，中邮证券研究所 1.2一次监视雷达 最早出现的一次雷达（PSR）是独立监视（不需要被监视者配合，完全由监视者独立完成对被监视者测量定位的监视方式）设备的典型代表。它依靠空中目标对其地面天线发射的无线电信号的反射，确定目标的存在和相对距离，通过天线的波束指向判定目标的方位，实现对目标的探测和定位，具有其他监视手段不可替代的对非合作目标的监视能力，目前仍广泛应用于航路和终端区的交通监视。但一次雷达仍然存在着无法识别监视目标身份，易受到杂波干扰，信号处理复杂，成本高等缺点。 一次监视雷达主要应用于：①终端（进近）管制区；②空域结构复杂且各类空域用户运行密集的区域；③国际航路、航线的国境地带。 图表2：一次监视雷达技术指标 指标 L波段一次雷达技术要求 S波段一次雷达技术要求 最大作用距离 2 对2m目标，探测距离不小于400km 2 对2m目标，探测距离不小于110km 距离分辨力 不大于750m 不大于200m 测距精度 均方根不大于120m 均方根不大于120m 方位分辨力 不大于3.3° 不大于1.45° 测角精度 均方根不大于0.22° 均方根不大于0.25° 多目标能力 大于900批 大于400批 天线转速 2.5-10r/min 12-15r/min 资料来源：《空中交通管制L波段一次监视雷达技术要求》中国民用航空局,《空中交通管制S波段一次监视雷达设备技术规范》中国民用航空局，中邮证券研究所 图表3：民航局使用许可目录中的一次监视雷达 设备厂家 设备名称 设备型号 四创电子 S波段一次监视雷达 3821 恩瑞特（国睿科技子公司） S波段一次监视雷达 GLC-33 泰雷兹（法国） S波段一次监视雷达 STAR2000 ELDISPardubice,s.r.o.（捷克） S波段一次监视雷达 RL-2000 IndraSistemas,S.A.（西班牙） S波段一次监视雷达 ASR-12 四创电子 L波段一次监视雷达 SCR-23 资料来源：《民用航空空中交通通信导航监视设备使用许可目录》中国民用航空局，中邮证券研究所 图表4：SCR-23L波段远程空管一次监视雷达 资料来源：四创电子官网，中邮证券研究所 1.3二次监视雷达 目前空管普遍使用的二次雷达属于协同监视（需要被监视者与监视者协同工作，才能完成监视者对被监视者测量定位的监视方式）的典型代表。它根据雷达天线的旋转，周期性的向监视空域发射无线电询问信号，通过检测空中目标的应答信号，确定目标相对雷达天线的方位和距离，完成对目标的测量定位。二次雷达应答机在应答时还报告当前的自测高度，从而地面监视系统对其进行三维监视。协同监视阶段最初使用的是单脉冲二次雷达，该种雷达由于采用固定的询问和应答频率，存在同步串扰和非同步串扰方面的频率问题，还有传输数据量有限的缺点。后来提出了S模式的二次雷达，最大进步是赋予每个航空器一个指定的惟一 的地址码，地面系统能实现点名问答。S模式还具有空地数据传输的扩展能力，可以与机载S模式应答机构成S模式空地数据链。 二次监视雷达作为雷达管制的主要监视技术，应用于航路、航线和终端（进近）管制区。 图表5：二次监视雷达技术指标 指标二次雷达技术要求 最大作用距离470km 测距精度S模式，小于15m 测角精度随机误差小于0.068° 多目标能力10r/min条件下，470km范围内目标容量1200 资料来源：《空中交通管制二次监视雷达系统技术规范》中国民用航空局，中邮证券研究所 图表6：民航局使用许可目录中的二次监视雷达 设备厂家 设备名称 设备型号 ELDISPardubice,s.r.o.（捷克） 二次监视雷达 MSSR-1 泰雷兹（法国） 二次监视雷达 RSM970S 恩瑞特（国睿科技子公司） 二次监视雷达 DLD-100C IndraSistemas,S.A.（西班牙） 二次监视雷达 IRS-20MP/L 四创电子 二次监视雷达 SCR-22SS 四川九洲 二次监视雷达 JZDAB01 资料来源：《民用航空空中交通通信导航监视设备使用许可目录》中国民用航空局，中邮证券研究所 图表7：空管二次监视雷达图表8：S模式空管二次监视雷达 资料来源：四创电子官网，中邮证券研究所资料来源：国睿科技官网,中邮证券研究所 1.4广播式自动相关监视（ADS-B） ADS-B（AutomaticDependentSurveillanceBroadcast广播式自动相关监视），是指无须人工操作或者询问，可以自动（1秒1次）从相关机载设备获取参数并向其他飞机或地面站报告飞机的位置、高度、速度、航向、识别号等信息，从而使管制员对飞机状态进行监控。 按照飞机广播信息传递方向划分，ADS-B可划分为发送（ADS-BOUT）和接收 （ADS-BIN）两类。ADS-BOUT是指机载ADS-B发射机以一定的周期向其他飞机或者地面空中交通管制员发送飞机的位置信息和其他附加信息。ADS-BIN是指飞机ADS-B接收机接收来自其他飞机ADS-B发射机发送的OUT信息或ADS-B地面站设备发送的信息。 自动相关监视与雷达监视相比，具有定位精度高、可不受地域限制、成本低等优势，但也存在着明显的局限性：如监视的效果完全依赖于被监视者的主动报告，监视精度取决于目标自主定位的精度。 全国ADS-B地面站可覆盖航路、航线和运输机场。在通用航空活动区域，作为