航空交通管制

航空交通管制（英文：Air traffic control，縮寫：ATC）是指由在地面的航空交通管制員協調和指導空域或機場內不同航空器的航行路線和飛航模式以防止飛航器在地面或者空中發生意外和確保他們均可以運作暢順，達至最大效率。除此之外，航空交通管制的系統還會提供例如天氣、航空交通流量、NOTAM和機場特別安排等的資料以協助飛行員和航空公司等作出相應的安排。踏入21世紀，隨着和航空活動有關的恐怖襲擊的增加，航空交通管制系統還擔當領空防衛和保護國土安全的角色，有些國家甚至是由空軍來運作航空交通管制系統（例如巴西空軍）。飛機在沒有航空交通管制的情况下仍可以飛行，但管制的存在能有效確保飛行器的在空飛行安全。
倫敦克羅伊登機場（Croydon Airport）於1921年採用航空交通管制辦法，是為世界上第一個使用航空交通管制的機場，而世界普遍認為的第一個航空交通管制員是美國人雅玆·雷格（英语：Archie League）（Archie League） ，當時他發明了一套顏色信號旗來指示飛行員的旗號系統，風雨不改地在聖路易斯國際機場指示飛機的升降。
最初的航空交通管制是各地參考本身的道路法律得来的，世界上第一部規管航空公司的法律是美國的1926年的航空法典（Air Commerce Act （1926）），具聯邦法律的地位。
現代航空交通管制的雛形始於1930年代開始，各地負責管理機場的部門（例如：海港管理局、運輸部門等）紛紛在機場的管制塔裝設無線電設備，讓飛行員在任何天氣的狀況下都可以跟空管員交換機場的資訊，也不需要在降落前在機場場面上低飛（Low Approach）察瞰機場場面狀況等。有了無線電等的設備後，再加上甚高頻全向信標（VOR）和無方向性信標（NDB）的導航，飛航路線可以由完全依靠目視地形特徵方式變成使用儀器飛行，證明了在航空交通管制下飛航安全能大幅提高。
至1935年，美國數間航空公司設立了聯合空管中心，防止各間航空公司的飛機在天空上相撞或者迷途。一年後，這項的工作就轉移至聯邦政府處理。同年，有部份使用芝加哥、克里夫蘭和紐約（紐華克）機場的航空公司同意擔當協調來往當地航班的角色；在1935年12月，首個航路（Airway）管制中心成立，於是，第一代的航空交通管制系統因而誕生，還是第一次對航空交通管制作出系統化。
現代的航空交通管制度標準源自芝加哥條約，及後又分為兩大規則：
這兩大標準雖然都是航空交通管制的標準文件，兩者的最大分別是國際民航組織（ICAO）標準相對地比聯邦航空局的規則嚴謹得多，甚至規定了管制員對飛機的指令和無線電通話的格式和用字。而美國的標準就使用英制的單位（例如氣壓單位不同）和較ICAO的標準寬鬆，規限較少。同時，在航機的間距上和跑道規格又有不同，除此之外，還有在主流以外的俄羅斯/中华人民共和国標準。
俄羅斯／中华人民共和国標準分別於1990年代兩國對外航空交通量增加後設定成今天的模式，但是他們都主要是跟隨ICAO的規定，不過進入其飛航情報區的飛機就需要以公尺作高度單位（俄羅斯目前絕大多數地區已經改為英制，少數機場在轉換高度層（TL/Trans Level）以下使用公尺作為高度單位），又有在技術上對西方和蘇製飛機的不同的設定等。不論是哪種制度都一定要求管制員和飛行員能夠以英語對話，但部分的國家和地区容許以當地語言對話。例如台湾和中国大陆就都各有一套中文空管的詞彙和對話規則。
國際民航組織把空域分級為
ICAO中定義為F及G級空域均屬非受管空域。在這些空域，航空交通管制員如非必要都不要干預空域的運作，但是仍然會提供該空域的基本資訊；美國政府近年鼓勵如果飛行員遇上迷途或緊急的狀況，也可以尋求空管員的引導。不論是目視飛行還是儀器飛行的飛機均可進入非受管空域，只是不會有任何給飛行器的安全間隔，需要靠飛機上的TCAS來維持最基本的安全。
2004年，國際民航組織建議只保留C、E、G級空域，但是未有進一步計劃。
自有航空交通管制以來，一直都是使用無線電作通話的媒介。一般使用的頻道為甚高頻118.00-136.955Mhz，並且明訂為民間禁用頻道，確保不會遭受干擾。使用方法与一般無線電無異，只需調到正確頻道按下發話鍵就可以發話。但是甚高頻為視距通訊，所以當在海洋管制（下述）台內，往往使用高頻進行視距外通信。除使用無線電外，大洋中的機場（例如：帛琉）可能因為當地沒有相關的空管員或者是因為當地的規定而要撥電話到所屬飛行情報區（在太平洋的話多為美國奧克蘭海洋管制台）取得出發許可。
由于中頻頻道多雜音且嘈吵，因此可以使用高頻無線電的飛機都會設有SELCAL（Selective Calling，選擇性接收）功能，讓飛行員在發話後離開頻道，如果空管（無線電操作員）需要再次呼叫飛機時就會在操作員的無線電發射器發出一定頻率的信號，當訊號和機載無線電機器吻合時，機載無線電機器就會發出聲音提示飛行員要重返頻道，所以有SELCAL的機載無線電機器，也有其四位英文字母的識別碼，飛行員要在提交飛行計畫時一同填寫，讓無線電操作員知道該發甚麼信號來呼叫個別已離開頻道的航機。
雖然使用一般的無線電接收器可以接收到空管頻道，但一般民众未必能理解內容。这是因為對話涉及很多公眾不認識的名稱和術語，且空管通話使用的都是北約音標字母，配以飛行的呼號來識別通話人。
一般商業航班就會跟隨其國際民航組織航空公司無線電呼號名稱和航班編號作呼號，如英國航空公司48號班機的呼号是「Speedbird Four-Eight」。
非商業航班，會使用自身飛機的機身編號（Tail Number）作為其在頻道內的呼號，如說飛機的編號為G-KELS，在空管通話中就會讀作：「Golf-Kilo-Echo-Lima-Sierra」。如果在同一頻道內沒有相似的呼號時，空管再次呼叫該飛機時就會讀作「Echo-Lima-Sierra」，減少累贅。
軍方航空器如果進入了民航空管頻道，一樣會使用其在軍方中的呼號，以免和其他民航航空器相混。
航空交通管制通过分隔橫向（水平）和縱向（垂直）距离以確保航空器有適當的距離。航空交通管制服務提供給所有在受管空域（Controlled Airspace）的飛行器，如果飛行器離開了受管空域，進入了非受管空域（Uncontrolled Airspace）则无任何管制。航空交通管制的形式可以分為五類：
場面管制的工作是管理機場場面上的飛機，雖然場面管制只是對機場內的飛機進行管理，不過就已經可以影響到其他的管制席位甚至是整個飛行情報區。
出發許可（Clearance Delivery）是負責在飛機離開閘口或停機坪前，發出下列的許可
當飛機準備出發時（通常為後推的5分鐘前），會在無線電向出發許可席的管制員申領出發許可，在管制員檢閱過飛行計劃無誤後，就會于無線電中發給飛機出發許可和應答機編碼，飛行員複誦無誤後，飛機就可以聯絡地面台。雖然地面台和飛機的對話简短，但是管制員發出的雷達電碼会決定飞机的离场顺序。在技術上，放行員多會安排體積較小的飛機先起飛，当有不同种类的飞机等待起飞时，管制員會把較後的雷達電碼給大飛機，即使大飛機先取得出發許可，管制員仍會堅持這原則。出發許可同時會擔當流量管制的角色，如果飛機出發頻率過密的話，管制員就不會發出許可至情况缓解為止。出發許可有效时间为15分钟，若飛機因為延遲等原因未及在取得許可的內15分鐘内推離開閘口则需重新取得許可，这是因为機場可能已轉用別的跑道又或者是已實行噪音管制，导致飛機需要轉用其他離場程序。
地面台（Ground）是管理機場場面上所有飛機的移動，包括到離場飛機和拖機等，地面台可謂塔台和出發許可台間的中介人。
離場飛機在取得許可後，就會聯絡地面台請求後推和滑行至跑道前的等待點。而到達的飛機在脫離跑道（vacate runway）後也會聯絡地面台，以取得到機坪和閘口的滑行安排。在這段期間，為了安全，所有機場場面內活動的飛機，人及車輛，均需地面管制的確認方能開始活動。一般的國際機場面積都很大，所以都會分為多個地面台來確保效率。另外，又可能會另設機坪席（Ramp/Apron）專門管理機坪內的航機和車輛活動。也因為這樣的原因，具規模的機場都設有多個閉路電視和地面雷達協助管制。
塔台（Tower）的工作是協調飛機的起降及跑道的運用，所有飛航器起飛及降落前必須獲得塔台管制的許可。另外，所有需滑行穿越跑道的航機及車輛也必須要塔台的許可。塔台席管制員必須一直留意機場附近的狀況和航空的外觀有否特別的異常，所以塔台席一般都有望遠鏡，是二戰前至今的傳統。若管制員發現跑道面或其上空有任何異常情況（如：鳥群），必須命令即將著陸的航機重飛。如果飛行員認為飛機有任何異常（例如儀器顯示有輪胎壓力異常）在管制員許可下可以把飛機飛近塔台給管制員或者是工程人員作目測確認。另外，管制員也須確保航機間保持著2至5海浬（3.7 至9.2公里）的前後間隔和一定的水平距離，以免發生碰撞。而塔台也是決定跑道使用的管制員，雖然使用甚麼跑道是根據風向的，要給飛機機頭對向風吹來的方向，但是轉換跑道就涉及出發許可批准了的離場路線、地面台發出的滑行路線（Taxi Routes），也會影響區域管制發的下降指示，也影響離場台和近場台對不同飛機的協調，所以轉換跑道的時機必需拿捏得很準確，也要和各職位保持聯絡。
進場台（Approach）及離場台（Departure）是指和機場有联繫的雷達管制席位，一般統稱為近場台。在美國就稱為TRACON（Terminal Radar Approach Control），即是終端（機場）雷達管制，一般的管制範圍上限都是直至海拔二萬多呎。雖然進場台和離場台的名稱不一樣，負責的又是相反的工作，不過他們都是同一性質的管制席位。而進場台及離場台的工作的是協調飛機起飛後到巡航高度或從巡航空層下降和到離場飛機不會相互碰撞又或者是過分接近。因為他們只依賴雷達進行管制工作，所以進場台、離場台是不需要窗戶的，通常設在管制塔的中間樓層。
為了輔助管制員，同時又不需要指示每架飛機，機場都會發出給不同到離場飛機一些路線:
儘管有了SIDs 和STARs，但是管制員會在多飛機的日子為了靈活管制，就會使用雷達引導（Radar Vector），以磁方位指示飛機飛航。
離場台工作是指引飛機在起飛後進入SID的路線，所以飛機離地後塔台就會把飛機交給離場台，而離場台也會因應實際情況指示飛機爬升或者不需依SID的路線飛航，而改由跟從空管員的指示（Radar Vector）航行。
進場台就是先指示飛機下降，再指引飛機在標準到場程序STAR或者是跟從空管員的指示（Radar Vector）航行。而進場台的最後一個工作就是發給飛機進入跑道（Approach）的許可和指示飛機攔截儀錶着陸系統的電波（如需要）。在個別航機流量大的機場，例如:倫敦希斯路機場，會設一個職責於塔台以上，近場台以下的席位，稱位指揮員（Director），協調好飛機間在進入跑道前（大約10～15海浬）的前後距離，讓群機在交給塔台時的前後距離已設定好。
為了給雷達識別，起飛前飛機都要打開答詢機，在離陸後讓離場台管制員在雷達上识别（Radar Identify）該飛機。
區域管制（Center/Control/Radar/Area Control）是管理進出或者是途經（Enroute）飛行情報區的飛機，管理由二萬多呎至無限高的空域。區域管制工作為協調飛機不同的高度間格，因為飛機由機坪開始經過多重的管制席位，前後距離都會逐漸擴大；而第二項工作就是防止有飛機誤闖飛航情報區範圍或干擾航機的航線。區域管制同時也會給予目視飛行的飛航器飛行的指引及支援，例如區管會指示他們避開高山又或者是其他的飛機。
區域管制另一項重要工作是處理緊急狀況，由於飛機巡航佔飛行大部分時間，如有任何特發甚至是緊急事故都需要由區管的管制員先聯絡預定降落機場的地面單位（例如：救護車或Follow Me）或者是對飛行員作出支援。
有些區管甚至會特別開一個服務目視飛行飛航器的席位，例如香港區管（設於香港國際機場內）就有一個呼號為Zone Control的聯絡台，負責小型飛機和直升機等。當飛機離開飛航情報區到別的飛航情報區時，管制員就會要飛機聯絡即將進入的另一個區域管制中心，稱作移交（handoff）。
一班航機由離開至到達需經過以下管制席位：
飛航情報區的範圍往往十分廣闊，甚至超越國界，因此區管中心使用的雷達一般都能覆蓋200海浬（370公里）的範圍。由于雷達的電波會被山阻隔，對在低高度飛行的小型飛機造成危險，所以会在適當的地方安裝中繼用的雷達，再用電腦把不同的雷達畫面合併作同一畫面給空管員。如果兩個飛行情報區之間分隔太遠（例如香港和馬尼拉間超過400海浬）就会使用流量管制來確保飛機不會互相接近。
隨着全球定位系統和衛星技術的發展，現在在美國一些地區（例如：多山的阿拉斯加州）經已引入了稱為FANS（Future Air Navigation System，未來航空導航系統（英语：Future Air Navigation System）），透過衛星傳回飛機的位置給空管中心，飛機可以在任何的高度和地形內得到空管的保障。
以香港及馬尼拉為例，以往必須使用程序管制（procedural control），現今則以广播式自动相关监视（ADS-B）取代。
自20世紀30年代，就已有越洋航線，到戰後，越洋航線更發展蓬勃。但是各大洋面的海面面積遠遠超過雷達可以覆蓋的範圍，於是海洋無線電管制台（Oceanic）就應運而生。現時分別有十二個海洋無線電台：
但是，一般航空交通管制所用的甚高頻無線電一樣不可以在大洋面上傳送太遠的距離，所以海洋無線電管制都是使用中頻（MF）通話。又因為沒有雷達的協助，海洋無線電管制就有很多運作上的限制。
所以海洋無線電管制台仍然沿用五六十年前的模式。不過，最近（2008年）因為油價高漲，飛航情報區達成協議，可以給裝設了GPS的飛機使用自訂路線，但是都先要把路線傳真到飛航情報區核實後使用，是設立海洋無線電管制台後第一次有飛機不需要跟隨預發的路線。預期在未來十年將會逐漸使用FANS系統，並設立可以接收衛星資料的電腦，得出即時飛機動向圖。
自動終端情報服務（Automatic Terminal Information System，ATIS） 是機場在一個獨立的無線電頻率上進行自動連續播放的資訊服務，由機場人員參考各項資料後灌錄，包括天氣、可用跑道、氣壓及高度錶撥正值等資訊。飛行員通常要在取得出發許可前或降落前收聽通播，瞭解相關情況。一般的ATIS都要隨時更新，依次以字母代碼 A, B, C...Z 表示，按照ICAO公佈的標準字母解釋法判讀。
VOLMET是提供給在海洋上航空器的天氣服務，原本VOLMET在60年代的出現是把天氣資訊給海洋上的飛機於降落前得悉當地的天氣，但是即使到了現在，飛機也會因為自動終端情報服務(ATIS)只可以在離機場100海浬範圍內接收，在海洋上無法得知天氣資訊。以下為太平洋VOLMET的資料：
1991年，美國聯邦航空局透過航空交通图像化软件把航空交通資料、雷達圖像經電腦處理結合在一起後向外界提供航空交通圖像化服務，目的是給航空公司和相關的機構不需要聯絡民航部門都可以得知一個地區的航空交通狀況和個別飛機是否已起飛，預計到達時間及讓公眾得知道機場是否擠塞等，也可以給學者研究航空交通量和機場的使用率。有些付費的航空交通圖像化軟件甚至可以顯示天氣和地形等。
為了提高航機的飛行安全和給空管支援飛行員以減低空難的發生，航空交通管制的雷達系統都有下列的安全設備
雖然航空交通管制主要是依靠儀器來運作，但是也会下列的問題。
自二次大戰後，航空交通的流量日益增加，為空管帶來前所未有的壓力。不良的機場設計，更會加劇航機在地面和空中擠塞。不論飛機的大小，一般噴射客機在降落後也需要減速、脫離跑道，最少使用跑道三分鐘。如果跑道需同時給起飛及降落的飛機使用，就只可以以每小時給20多的班機起落，即使是像一般具規模的國際機場，實施跑道起降分流都只可以給40-50班機起降。即使如此，飛機進入和離開跑道一樣會把滑行道塞滿，令機場其他運作停擺，嚴重的會令空中的飛機未能安定落地，做成類似哥倫比亞航空052號班機的空難發生。
排除了跑道容量的問題，天氣仍會是主要困擾空管的因素。
雨、積冰和雪會令飛機在跑道的剎車效能降低，部分滑行道或者因此關閉，導致機未及起飛就已經在地面出現延誤；霧也可能令航機不可以降落或起飛。
垂直風切 是指垂直於地表方向上風速或風向隨高度的劇烈變化，飛機通過強烈垂直風切時，若無處置將直接墜毀，給人類生活造成嚴重影響。 1985年以後，美國所有的飛機都安裝了風切檢測儀。加拿大1990年代開始安裝。另外機場亦開始裝置都卜勒雷達（英語：Doppler radar）偵測起降航道上是否有微風暴產生之風切，以防範墜機意外發生。
對高空的區管中心來講，雷暴是一大的麻煩。四週飛機都會避開空中的雷暴和積雨雲，由於空管員在地面的天氣雷達未必知道積雨雲的大小和範圍，只好清空一小的範圍讓飛行員進入，但是這又會令空域大亂，如果在較低的高度，還會影響離場和到場的飛機。
現在歐盟和美國均在研究未來航空交通管制的技術，務求在現有的完善制度下，技術上提升航空交通管制的水平。