上篇文章中，空天界概述了EO和GNSS下游市场的行业现状、未来发展趋势及关键营收数据等。（独家编译 | 欧盟《“地球观测”和“全球卫星导航系统”市场报告》）本篇文章将聚焦航空和无人机领域，展开详细讨论。
航空是推动全球互联性的主要驱动力之一，而无人机作为可以按需安置有效载荷的新兴技术，近年来发展迅速。航空和无人机的产品、服务链涵盖面极广，包括航空公司、飞行员、直升机运营商、无人机运营商、机场和空中导航服务提供商等。
航空业大范围使用GNSS技术，旨在提高航空器进入中小型机场的可能性，提升航空安全性并推动欧洲航空业发展。其使用的GNSS技术包括：
1.星基增强系统：SBAS, Satellite-Based Augmentation Systems；2.基于性能的导航系统：PBN, Performance Based Navigation procedures。
GNSS和EO数据的结合可以推进监测系统的发展。EO本身可以监测火山灰云、排放量、地形等情况，以便进行飞行程序的开发与飞行规划，将有益于航空公司、飞行员、无人机运营商、机场、空中交管部门和为全球航空社区服务的公共机构。
本篇文章将介绍市场关键趋势、用户反馈、GNSS和EO在航空和无人机市场的价值链、近期发展、未来市场变革、欧洲市场情况以及GNSS的相关财务数据。
1.受COVID-19影响的空中交通加速了GNSS和PBN的部署
受新冠疫情影响，2020年空中交通量同上一年相比下降了65%左右，一些航空公司退役了GNSS功能较差的旧飞机，大量订购了具有更好的环境效率和航空电子能力的新飞机。对比于疫情发生前，欧洲范围内具有垂直导航定位性能（LPV）能力的航班比例从14%增加至24%。更多的运营商正在使用PBN，以助力空中交通恢复疫情前水平，同时减少航空对环境的影响。2020年和2021年，欧盟委员会和欧盟航空安全局（EASA）采取了重大步骤，进一步支持无人机行业，公布了明确的法规，为未来的审批和新业务奠定了基础。疫情发生以来，社交安全距离的重要性也加速了无人机在民用、商业和社会应用方面的实施，重点体现在无人机可应用于家庭医疗服务药品的提供，公共场所消毒等场景。在新的监管框架下，应用范围可能会进一步扩大。对地观测数据（EO data）的应用已经从地形监测扩展至环境评估、气象监测等。对于航空业而言，对地观测数据可以评估机场跑道方向、能见度、风向等数据，监测高层大气气象条件，探测到一些机载设备无法探测的现象，以支持有效和安全的飞行计划。此外，在疫情期间，EO卫星还帮助监测欧洲空中交通。
在欧盟层面，航空和无人机领域内GNSS和EO用户的关键需求主要来自于：（1）GNSS的需求信息来自于用户群体、供应商和专家在用户咨询平台（UCP）上的反馈，并在《航空用户需求和要求报告》中定期更新。（2）哥白尼计划（Copernicus）的相关服务和产品的需求信息来自于专项研究项目、欧盟委员会及相关社区组织的探讨、定期交流项目等综合渠道。欧洲为无人机宣布了新法规，并且在持续推动无人机定位监测支持系统的发展，GNSS可为无人机提高PVT（位置、速度、事件）解决方案，对于无人机的认证至关重要。有了智能手机以及无人机上的GNSS定位支持，无人机交通管理得到大幅改善，更加有利于无人机执行任务与计划。ICAO（国际民航组织）已经将重点放在了利用卫星获取数据来实现对地形和障碍物数据的电子化要求，这将有助于优化飞行程序，提高航空安全性。尤其是在风险性较高的情况下，例如在火山爆发后，利用卫星数据可以飞机避开火山灰云，避免引擎发生故障。与传统航空相比，无人机更多在动态的环境中运行，因此利用EO以及GNSS衍生数据对航空基础设施的规划、无人机系统交通管理（UTM）、地形规避系统数据库的开发，以及与地图相关的GNSS数据的定位、飞行程序设计和监视基础设施的开发都尤为重要。
航空和无人机GNSS价值链
2019年，欧洲和北美组织继续主导航空GNSS接收器的制造（占市场份额的95%以上），北美接收器供应商占85%，欧洲供应商占14%。
无人机领域的情况更加复杂，股价取决于无人机平台的复杂程度。总体而言，亚洲市场份额为47%，而欧洲市场份额为10%。
1. 无人机元件和接收器制造商：Hexagon AB、NovAtel、Septentrio、U-BLOX、英飞凌（Infineon）。2. 航空元件和接收器制造商：科巴姆（Cobham）、莱昂纳多（Leonardo）、Orolia、赛峰、SBG Systems、Techtest 、泰雷兹航空电子、Trig Avionics。固定翼无人机：空中客车、AltaVision、Delair；单旋翼无人机：Babcock、AeroVinci、Atmos UAV。5. 欧洲无人机运营商：HEMAV、MANNA、NASA、Sky-Futures。6. 主要的航空公司联盟：寰宇一家（Oneworld）、天合联盟（SkyTeam）、星空联盟（Star Alliance）。7. UTM服务提供商&ATM数据服务提供商&AIR导航服务提供商：全球UTM协会、国际民航组织（ICAO）、民用航空导航服务机构（CANSO）。8. 无人机基础设施运营商：空中客车、SKYPORTS。9. 国际机场&私人机场&区域机场协会：国际机场委员会（ACL）。
航空和无人机EO价值链
EO在航空领域的价值正不断增长，目前全球有70多家公司在航空EO市场上占有份额，其中欧洲占70%以上的份额。2019年，航空领域EO产品及服务价值估计为5500万欧元，并且预计继续增加。1.欧洲EO基础设施供应商：Copernicus DIAS、Copernicus Collaborative Ground Segment。
2.数据供应商供应商：Copernicus DIAS、哥白尼计划哨兵卫星（Copernicus Sentinel）。
3.欧洲平台供应商：Copernicus DIAS。
4.欧洲EO产品及服务供应商：哥白尼大气监测服务（Copernicus Services）。
5.信息供应商：Bohannan Huston、Dares Technology、Eisat Imagens de Satélite Ltda、Flycom Holdings。
6.终端用户包括：空中导航服务提供商、机场及机场规划、飞行计划仪表 、飞行程序设计。
受疫情影响，2021年空中交通量较2019年下降了65%以上，全球飞机机队减少15%。但是随着运营商将一些未升级的老式飞机退役，GNSS在民航机队应用占比将有所增加。市场趋势、潜在机会，以及消费者喜好正在发生改变，这些变化将尤其在民航机队在垂直制导（LPV）和SBAS定位器性能方面产生影响。GAST D（GBAS进近服务类型D）允许在100英尺以下的高度进行Cat-III精确进近，对GPS L1信号进行了完全标准化和验证。ICAO特设小组预计在2022年底发布一份DFMC GBAS概念文件，以提高GBAS进近服务稳健性，并探索新的GBAS活动。预计GNSS手册将在2024年进行更新以适应GAST F，ICAO关于GBAS GAST F的标准和推荐做法将在2030年左右编写。GBAS GAST F或GBAS DFMC的双频道以及还原模式的特性将使得其对电离层干扰和无线电频率干扰（RFI）更具稳健性。国际民航组织导航系统小组（NSP）于2020年11月批准了EGNOS和伽利略使用的新标准和推荐做法，这对于EGNOS和伽利略乃至欧洲航空都是SBAS DFMC标准化的重要里程碑。DFMC SBAS为航空运输提供了新的可能性，同时也为用户提供了更多的抗射频干扰能力。在U-Space和UAM领域，EUSPA通过其EGNSS4RPAS项目支持了许多配备EGNOS和伽利略的无人机试验。预计载人飞机的数量将超过各类无人机，传统的以人为本的空中交通管制模式将需要演变，以适应这种转变，其基础是自动监测、交通管理和避免碰撞。全球正在制定支持无人机操作的GNSS性能要求。欧洲的Eurocae WG-105正在为VLL空域的探测和避免（DAA）制定最低运行性能规范（MOPS）。电子显眼性（EC）指航空器之间报告自身位置的技术，分为经认证和未经认证的两组。EC所提供的“探测其他飞机的能力”可以有效推动U-Space。虽然目前还未能实现与载人机的集成接口服务，但GNSS定位报告可以通过已建立的ADS-B（广播式自动相关监视）系统和混合专有解决方案来实现。目前的解决方案包括：ADS-B（1090MHz UAT）、飞行警报（FLARM）、LTE/5G、IEEE 802.11。ADS-B在机载设备和地面基础设施上的实施将继续在ATM中实现全面集成。自2020年12月起，新飞机必须配备ADS-B，并在2023年6月前有用于改装过渡期。当下，航空产业无不都在推进更加绿色的航空。尽管机场周边集中于消除噪音，但未来将主要针对航空碳排放和燃油燃烧水平展开建设。尤其在欧洲地区，商业航空公司未来将受到诸多约束。除此之外，随着近年来航空旅行禁令的不断施压，机场扩建项目也受到不小的影响。与传统航空相比，无人机领域的飞机电气化技术与其未来着重发展的“净零碳排放”目标，该领域未来的发展和市场体量被无限放大。因此EO在传统航空产业领域扮演着不可或缺的一角。举一个例子，EO服务能够在全球范围内服务于机场规划与开发，具体实施方式包括但不限于风力、降水和温度监测，帮助机场跑道尺寸和布局建设。此外，EO服务同当地“碳排放”相关发展项目展开合作，通过建模技术共同帮助评估机场扩建影响。EO服务还可为不同飞行高度或法律限制水平内的飞机排放影响通过监测源。哥白尼大气监测服务（Copernicus Atmosphere Monitoring Service , CAMS）能够提供有关大气成分的连续信息和相关信息。值得一提的是，如若飞机在火山周边飞行，CAMS可帮助火山灰咨询中心（Volcanic Ash Advisory Centres , VAAC）预测火山灰云扩散轨迹，以提供飞机飞行安全水平。不仅如此，CAMS产品还能在不同飞行高度或不同气层，针对如二氧化碳、甲烷和一氧化二氮等温室气体进行分析或再分析。因此，欧盟委员会目前完成了关于CAMS系统于不同高度监测空气污染可行性的研究。总的来说，这些举措对于了解未来航空环境影响有深远意义。哥白尼土地监测服务(Copernicus Land Monitoring Service, CLMS)还可以对机场周围的精确位置、地形和障碍物大小进行监测。这对于机场的程序设计，以及对机场的总体完整性和安全性具有重要意义。所述两项因素皆是推动PBN和GNSS技术普及的重要因素。考虑到机场开发项目的总体周期较长，加之项目的高频次重审，使用EO数据可以在整个项目生命周期内轻松获取可靠的最新信息。未来航空运输将着重应用卫星创新技术解决方案，其中包括各类新兴工具和交通优化机制，并将其应用于多式联运、机场流入与流出，以尽可能的减少城市交通负担。随着交通系统的不断整合，航空业也将逐渐参与到公共交通互联系统之中，GNSS与EO服务在其中扮演的角色也将愈发的重要。同时，通过机场和空域之间更好地共享信息来优化交通量也是欧洲单一天空空中交通管理研究（SESAR）的研发重点。GNSS的授时和同步过程参考源对于电信网络、能源分配电网、金融市场以及商用航空系统和网络等关键基础设施至关重要。就航空业而言啊，优化交通流和同步航班信息的精准程度都很大程度上取决于时机安排是否妥当。GNSS的授时技术可用于以下场景：
（1）车载导航定位与授时；
（2）数据链通信的授时与同步；
（3）用于空中交通管制、通信网络、空域监视和机场后勤协调等地面系统的授时与同步。
PNT (Positioning, Navigation and Timing，导航定位和授时) 。PBN作为未来飞机航迹优化的基础，对效率和环境影响都进行了优化，GNSS也将会是关键的推动力。导航和监视应用的发展也将实现有人和无人机之间的互操作性。因此，未来空中交通应用或将更加依赖于GNSS服务。对于航空领域，GNNS未来布局正稳步向具备更加精确操作的双频多星座（DFMC）方向发展。同时，航空领域监视基础设施建设也将愈发多的使用综合GNSS服务，尤其授时方面。除GNSS应用外，传统航空也一直在寻求地面导航辅助设备的替代技术，尽管该项技术在DFMC方面无法完全代替GNSS，但是通过了足够的技术弹性。
2020年11月18日，EUSPA和欧洲直升机协会（EHA）举办了一次针对GNSS和EGNOS是否具备推动直升机紧急医疗服务（HEMS）发展能力的研讨会。该研讨会也侧面证明了直升机在恶劣环境下对于GNSS技术依赖程度日益增长。目前GNSS能够为特定高度环境下的直升机带来的优势包括：（1）在特定其他高度设置下，GNSS能够提供低级别操作时的飞机高度信息可靠性；
（2）受GNSS技术支持的地形感知告警系统（TAWS）和合成视觉系统（SVS）数据将提供相同高度信息参考；
（3）基于GNSS技术，飞机系统能够将高度与气压高度混合，减少噪音和高度值偏差。
2020年全球无人机市场份额为194亿欧元，到2025年，该数字将增长到369亿欧元，复合年增长率为13.8%。预计十年内装配GNSS设备的无人机将达1000万架，大大推动了未来GNSS设备出货量增长。未来关键基础设施检查、无人机交付和电子商务等应用正在迅速发展。预计到2030年，无人机交付和电子商务将成为GNSS最大的市场领域。
未来城市空中交通网络或将为目前传统城市交通提供一套全新的替代方案，并将在城市/地区、无人机、交通和城市规划社区之间建立强大的接口。欧洲知名eVTOL厂商Volocopter和Lilium都表示，UAM预计将在未来几年在巴黎和新加坡等大型城市展开布局，并在2030年后拥有一项强大的市场。GNSS对于UAM的发展也同样起着至关重要的作用，其中就包括地理围栏技术；电子识别（无人机导航系统）等应用。此外，对于地球观测数据的整合将提供有关住宅和人口分布的最新信息将有助于规划UAM交通路线，避免人口稠密地区，有助于开发商进行基础设施的战略性规划。对于无人机市场，GNSS服务的介入能够更好地缓解UAM产品飞行风险，提供安全性。
在载人航空领域，一项关注飞机保障与维护服务，名叫AsSISt的项目能够利用CAMS（哥白尼大气监测服务）获得的关于磨损、堵塞和腐蚀的大气数据集，对飞机是否暴露于有害颗粒物进行精准监控，并对其进行预期维护计划，帮助航空公司和制造商减少成本。哥白尼土地和大气监测系统的应用既支持对绿色航空的评估项目，也支持机场环境内开发的安全标准评估。物联网系统Myriad能够根据哥白尼系统检测到的图像变化，触发自主的无人机情况调查，避免传统现场监测成本过高、监测信息不够精准、资金损失、环境破坏风险等问题。伽利略返回链路服务（The Galileo Return Link Service）以及SAR（搜索救援）服务几乎全天候可用，平均每37秒向激活信标发送确认信息。2016年12月宣布开始服役后，伽利略初始开放服务（OS）和SAR服务公共绩效报告每季度发布一次，同时向公众提供伽利略OS和伽利略SAR服务衡量绩效统计数据的信息。根据useGalileo.eu数据信息，30%以上用于无人机应用的接收机型号中出现了伽利略系统的身影。无人机高性能定位系统是在当前欧洲项目在U-Space框架内开发，重点研发方向为VLL（极低级别）（超低水平空域）和UAS（无人机系统）操作。伽利略开放服务导航信息认证（OSNMA）是一种认证机制，允许GNSS接收器验证GNSS信息的真实性，确保收到的数据确实来自伽利略系统，并且没有以任何方式被修改过。
2016年，伽利略系统首次服役，伽利略接收器的日益普及，快速增长的无人机应用和服务市场，都为EUSPA市场活动通过提高企业家和公众对伽利略普及的认识和促进提供了基础，将重点放在伽利略的“充分利用”。竞赛的目的旨在为基于无人机的应用程序和服务的商业发射做好设计、开发、测试准备公司，该应用程序能够通过使用伽利略接收器定位和授时服务。从最终用户的角度来看，比赛鼓励基于无人机并由伽利略提供动力的创新应用和服务，展示了伽利略的性能和优势，促进了其进入这个新市场。以最终用户的角度而言，该项竞赛鼓励伽利略应用的创新探索，一方面展示了 伽利略的性能和优势，另一方面促进了伽利略应用进入新市场的脚步。鉴于EUSPA共同资助的全球多星座先进接收机自主完好性监测(ARAIM，可用于组合定位时的完好性监测)项目，合称GLAD。基于该项目的基本元素，ARAIM原型接收机也正进入开发阶段。ARAIM算法支持三种可能的架构，利用完好性支持信息 (ISM) 实现不同级别的性能。该联盟由空客、英国国家航空交通服务(NATS)、西班牙GMV公司和Pildo Labs公司组成，由柯林斯宇航领航。而该项目的主要目的旨在柯林斯双频多星座 (DFMC) 多模式接收器 (MMR) 基线上实施由 GNSS专家开发的ARAIM算法。3.低空域城市交通无人机和EGNSS——DELOREAN鉴于EUSPA对于“EGNOS的航空应用”框架计划的实施，DELOREAN（全称Drones and EGNSS for Low airspace urban mobility）项目被授予许可。该项目旨在利用EGNOS技术，开发创新解决方案，以应对日益增长的人员流动和货物流动需求，在如此繁忙的城市环境中实现高效、可持续、合理和有效的航空服务。BSAA-REACH（英国斯堪的纳维亚空中救护车）项目正在瑞典的三个健康地区实施空间点（PinS）进出程序以及低层路线（LLR），连接每个地区的一对直升机停机坪，总共有六个地点。该项目的主要目标是：（1）在瑞典的6个不同地点实施六项空间点程序：斯德哥尔摩和卡罗琳斯卡、维斯比、耶利瓦勒、卢利亚和桑德比、奥斯特桑德和戈维肯-亨斯基地和Are健康诊所，这是瑞典最早实施基于直升机EGNOS程序的操作之一；
（2）根据现有的区域内技术解决方案，开发提供飞行验证服务的所需技术；
（3）在没有空中交通服务的区域启用仪表飞行规则(IFR)操作。
未来十年内，航空和无人机领域GNSS总装机量预计将从2021年的4200万台增长至2031年的4900万台，其中，无人机导航应用市场占比最高；按地区来看，亚太地区和北美地区市场庞大。
到2031年GNSS设备收入将超16亿欧，其中PBN服务市场收入占比最高，亚太地区贡献依旧最大。
▌声明：此篇报告系空天界编译而成，文章内容或许存在相应偏差，本文中引用数据资料信息及图片来自于报告原文，文章内容仅供参考。
转载、合作、加入粉丝群请联系小助手
（微信号：Aeroinno）