Die Flugsicherung soll die sichere Kontrolle und Führung der Luftverkehrsteilnehmer, insbesondere des Instrumentenflugverkehrs, gewährleisten. Zu diesem Zweck wird in den meisten Ländern eine Überwachung mittels Radar (englisch: Radio Detection and Ranging) durchgeführt. Das Radarprinzip basiert auf der Reflektion von elektromagnetischen Wellen am Flugzeug. Werden diese vom Boden gesendeten Signale wieder empfangen, wird das Echo als ein Ziel auf einem Sichtschirm dargestellt (siehe Abbildung 1).

Da auch Bodenhindernisse ein Echo liefern, müssen bestimmte Signale ausgefiltert werden. Dies geschieht mittels einer Festzielunterdrückung. Aufgrund einer wiederholt konstanten Laufzeit zwischen Radarstation und stehendem Objekt wird das Bodenhindernis erkannt und ausgeblendet. Nach der Reichweite und der Überwachungsfunktion unterscheidet man das Mittelbereichs- und Flughafenrundsichtradaranlagen sowie das Surface Movement Radar (SMR). Die letzte Kategorie dient der Überwachung des Bodenrollverkehrs an großen Flughäfen. Insbesondere bei schlechtem Wetter dient dies zur Unterstützung der Roll- und Vorfeldlotsen zur Vermeidung von Kollisionen von Luftfahrzeugen untereinander sowie von Luftfahrzeugen mit Bodenhindernissen [DFS99].

Da die Signalqualität eines Primärradars mit zunehmender Objektentfernung schwächer wird und eine Identifikation des Flugzeuges nur schwierig möglich ist, wurde ein aktives Antwortgerät an Bord der Flugzeuge installiert. Dieses Sekundärradar-Antwortgerät (Transponder) strahlt aktiv Signale ab, wenn es ein Sekundärradarsignal empfängt. Die Luftraumüberwachung mit Hilfe des Sekundärradars ist in den Industriestaaten mittlerweile Standard. Im Gegensatz zum Primärradar kann ein Sekundärradar lediglich Flugzeuge erfassen, die mit dem Antwortgerät ausgerüstet sind. Mit dem Projekt MaRS erneuert die Deutsche Flugsicherung derzeit (noch voraussichtlich bis 2020) die Radaranlagen [DFS18e]. Die Ausstattung kommerzieller Luftfahrzeuge mit einem Transponder ist in Deutschland ab einer Flughöhe von 5000 Fuß oder generell bei einem Flug nach Sichtflugregeln(IFR) vorgeschrieben.

Ergänzend zu den Radaranlagen ist es zudem möglich, die Luftraumüberwachung mit Hilfe der sogenannten automatisch-abhängigen Überwachung (ADS, Automatic Dependent Surveillance) durchzuführen, bei der die an Bord verfügbaren Informationen bezüglich der Position, Geschwindigkeit und Höhe durch die Übermittlung an eine Bodenstation die synthetische Darstellung der Luftlage ermöglichen [Mens13].