UTM面臨的挑戰(zhàn)
首先，如何突破感知避讓的技術障礙。有人機在空中運行采取“看見避讓”的原則，即使在儀表飛行時，如果氣象條件許可，駕駛員仍需遵守“看見避讓”。無人機上由于沒有駕駛員，應當采取“感知避讓”的運行原則，但是FAA規(guī)定，無人機感知避讓能力不得低于看見避讓能力。從目標來分，無人機感知避讓可分為合作式和非合作式兩種類型。
合作式感知面臨的挑戰(zhàn)是需要降低設備價格、減輕重量和減少能耗。Amazon公司提出了一種地面車——車通信手段（V2V）解決方案。Google提出了移動蜂窩網絡（3G、4G）通信技術，此外還有短距離ADS-B設備（UAT和1090ES模式）、LTE無線通信設備、基于802.11p通信協(xié)議的設備用于合作式感知避讓。雖然在技術上不存在太多障礙，但是如果用于低載荷能力的微小型無人機，仍然存在較大困難。
非合作式感知技術面臨的挑戰(zhàn)是感知避讓精度有待提高。美國有近5000架有人機沒有裝備應答機等設備，其中有一半飛機甚至連航電設備都沒有（例如動力三角翼、滑翔機等），駕駛員很難觀測到空中的無人機，即使觀測到無人機目標，仍然需要判斷這是近處的一架無人機，還是遠處的一架有人機。這些都是非合作感知避讓目標。航空無線電委員會（RTCA）規(guī)定：無人機在空中要及時發(fā)現(xiàn)有人機并進行避讓。但是，基于傳感器（慣性測量裝置、激光雷達、相機等設備）的非合作式感知避讓技術受到精度、機載設備精度、計算能力和軌跡預測能力的限制，仍存在較大誤差，有待提高。
其次，在差異化載荷設備水平和運行環(huán)境下，如何制定UTM標準。在特定空域下，小型無人機的機載能力以及運行方式并不一定適應所有場景和飛行任務。例如，配置較低裝備的無人機可能滿足在邊遠地區(qū)飛行的安全需求。然而，如果需要在城市環(huán)境運行，則需要更為高配、安全的設備，以最大程度減少對人身安全、財產等造成損失的風險。Amazon將無人機載荷設備能力分為四類，分別為“Basic”、“Good”、“Better”和“Best”。其中，Best包括以下設備能力：（1）具有保證安全間隔的地測數據，（2）在線飛行規(guī)劃管理，（3）可靠的網絡鏈接，（4）合作型感知避讓，（5）非合作感知避讓。具有Best能力的無人機可以在低空實現(xiàn)安全自動化運行。UTM面臨的挑戰(zhàn)在于多元異類空域主體之間（包括有人飛機，不同設備能力的無人機），如何協(xié)調好空域間隔和相關運行標準以滿足國際民航組織要求的空域技術風險，即不超過每飛行小時2.5×10m-9次致命碰撞事故。
最后，在空域服務商（ASPs）模式下，如何進行無人機安全認證。在UTM框架中，除管制部門和無人機運營商之外，選取第三方空域服務商的模式被廣泛認同。但是，空域服務商如何構建無人機安全認證機制，是UTM需要解決的核心問題之一。Google公司提出了無人機安全認證系統(tǒng)，通過身份注冊機構、認證授權機構和權限審查機構3家機構建立無人機安全認證的生態(tài)系統(tǒng)。首先建立高效的公鑰設施（PublicKeyInfrastructure（PKI）），使無人機運營商生成一個公共的和一個私用的“密匙對”。運營商將公共密匙提交給注冊機構，注冊成功后，進一步將信息遞交至認證授權中心，認證授權中心通過認證后給運營商發(fā)放資格證書，資格證書包含了運營商和認證授權中心二者的信息。然后，運營商將資格證書與飛行計劃一同提交給空域服務商，后者繼續(xù)將資格證書遞交至權限驗證中心，通過驗證授權后，即完成了無人機的安全認證工作。最后，空域服務商受理飛行計劃，提供空域服務。空域服務商雖然只提供信息認證和飛行計劃受理服務，但是在管制部門和無人機運營商之間架起了一座橋梁，模塊化地解決了無人機安全認證問題。
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