UTM面临的挑战
首先，如何突破感知避让的技术障碍。有人机在空中运行采取“看见避让”的原则，即使在仪表飞行时，如果气象条件许可，驾驶员仍需遵守“看见避让”。无人机上由于没有驾驶员，应当采取“感知避让”的运行原则，但是FAA规定，无人机感知避让能力不得低于看见避让能力。从目标来分，无人机感知避让可分为合作式和非合作式两种类型。
合作式感知面临的挑战是需要降低设备价格、减轻重量和减少能耗。Amazon公司提出了一种地面车——车通信手段（V2V）解决方案。Google提出了移动蜂窝网络（3G、4G）通信技术，此外还有短距离ADS-B设备（UAT和1090ES模式）、LTE无线通信设备、基于802.11p通信协议的设备用于合作式感知避让。虽然在技术上不存在太多障碍，但是如果用于低载荷能力的微小型无人机，仍然存在较大困难。
非合作式感知技术面临的挑战是感知避让精度有待提高。美国有近5000架有人机没有装备应答机等设备，其中有一半飞机甚至连航电设备都没有（例如动力三角翼、滑翔机等），驾驶员很难观测到空中的无人机，即使观测到无人机目标，仍然需要判断这是近处的一架无人机，还是远处的一架有人机。这些都是非合作感知避让目标。航空无线电委员会（RTCA）规定：无人机在空中要及时发现有人机并进行避让。但是，基于传感器（惯性测量装置、激光雷达、相机等设备）的非合作式感知避让技术受到精度、机载设备精度、计算能力和轨迹预测能力的限制，仍存在较大误差，有待提高。
其次，在差异化载荷设备水平和运行环境下，如何制定UTM标准。在特定空域下，小型无人机的机载能力以及运行方式并不一定适应所有场景和飞行任务。例如，配置较低装备的无人机可能满足在边远地区飞行的安全需求。然而，如果需要在城市环境运行，则需要更为高配、安全的设备，以最大程度减少对人身安全、财产等造成损失的风险。Amazon将无人机载荷设备能力分为四类，分别为“Basic”、“Good”、“Better”和“Best”。其中，Best包括以下设备能力：（1）具有保证安全间隔的地测数据，（2）在线飞行规划管理，（3）可靠的网络链接，（4）合作型感知避让，（5）非合作感知避让。具有Best能力的无人机可以在低空实现安全自动化运行。UTM面临的挑战在于多元异类空域主体之间（包括有人飞机，不同设备能力的无人机），如何协调好空域间隔和相关运行标准以满足国际民航组织要求的空域技术风险，即不超过每飞行小时2.5×10m-9次致命碰撞事故。
最后，在空域服务商（ASPs）模式下，如何进行无人机安全认证。在UTM框架中，除管制部门和无人机运营商之外，选取第三方空域服务商的模式被广泛认同。但是，空域服务商如何构建无人机安全认证机制，是UTM需要解决的核心问题之一。Google公司提出了无人机安全认证系统，通过身份注册机构、认证授权机构和权限审查机构3家机构建立无人机安全认证的生态系统。首先建立高效的公钥设施（PublicKeyInfrastructure（PKI）），使无人机运营商生成一个公共的和一个私用的“密匙对”。运营商将公共密匙提交给注册机构，注册成功后，进一步将信息递交至认证授权中心，认证授权中心通过认证后给运营商发放资格证书，资格证书包含了运营商和认证授权中心二者的信息。然后，运营商将资格证书与飞行计划一同提交给空域服务商，后者继续将资格证书递交至权限验证中心，通过验证授权后，即完成了无人机的安全认证工作。最后，空域服务商受理飞行计划，提供空域服务。空域服务商虽然只提供信息认证和飞行计划受理服务，但是在管制部门和无人机运营商之间架起了一座桥梁，模块化地解决了无人机安全认证问题。
