小議空管信息化系統(tǒng)的GPS時鐘信號

黃傳輝

摘 要：目前民航空管系統(tǒng)中廣泛使用各種信息化系統(tǒng)輔助管制員開展工作，本文對空管信息化系統(tǒng)的GPS時鐘信號接入方式進行了介紹，并對空管信息化系統(tǒng)域內(nèi)時鐘同步機制進行了探討，分別分析了空管信息化系統(tǒng)的時鐘同步機制和時鐘同步的具體設(shè)置，最后提出了空管信息化系統(tǒng)GPS時鐘的運行維護建議。

關(guān)鍵詞：空管信息化系統(tǒng)、GPS時鐘信號、時鐘同步

引言

隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，民航空管系統(tǒng)中廣泛使用各種信息化系統(tǒng)輔助管制員高效、有序地開展工作，實現(xiàn)空中交通管理的自動化。這些信息化系統(tǒng)包括空管自動化系統(tǒng)、自動轉(zhuǎn)報系統(tǒng)和各種空管自研的信息化系統(tǒng)如流量管理系統(tǒng)、協(xié)同決策系統(tǒng)、數(shù)字化起飛前放行系統(tǒng)等。通過這些信息化系統(tǒng)，能夠?qū)ΡO(jiān)視數(shù)據(jù)和飛行數(shù)據(jù)進行實時數(shù)據(jù)接收、處理、發(fā)送、顯示的一體化系統(tǒng)，完成多路監(jiān)視信號的實時數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、處理和合成，以及飛行計劃相關(guān)、空中態(tài)勢及飛行數(shù)據(jù)顯示等主要功能，是管制員實施對空指揮的主要工具和主要工作界面[1]。

但民航空管系統(tǒng)中所使用的這些信息化系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)間信息的有效傳遞，做到多系統(tǒng)協(xié)同運作，有一個重要的前提，就是必須確保各系統(tǒng)之間的時鐘信號的一致性。為了解決此問題，民航空管系統(tǒng)主要通過為信息化系統(tǒng)引接GPS時鐘信號的方式，確保各系統(tǒng)間時鐘信號的一致性。本文主要對民航空管信息化系統(tǒng)的GPS時鐘信號的接入與應(yīng)用進行相應(yīng)的探討。

1 空管信息化系統(tǒng)GPS時鐘信號的接入

民航空管系統(tǒng)一般都采用自建GPS時鐘服務(wù)器的方式，作為所有空管信息化系統(tǒng)的GPS時鐘源。因建設(shè)周期的先后問題，目前空管系統(tǒng)的GPS時鐘服務(wù)器有兩種信號接口，一是主要通過串口提供GPS時鐘信號，二是通過網(wǎng)口提供標準的NTP時鐘信號，

從而造成了兩種不同的GPS時鐘接入方式。當GPS時鐘服務(wù)器通過串口提供GPS時鐘信號時，其GPS時鐘接入如圖1所示，通過管制中心部署的GPS接收器，接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的時鐘信號，然后GPS時鐘源服務(wù)器分配了一個串口時鐘源，通過RS232線纜接入串口服務(wù)器，串口服務(wù)器將串口信號轉(zhuǎn)換為UDP數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)發(fā)至空管信息系統(tǒng)在管制中心和航管樓主域控制器，再通過域控服務(wù)器將GPS時鐘信號廣播給域內(nèi)所有的服務(wù)器和終端。因為GPS時鐘服務(wù)器通過串口提供的GPS時鐘信號并非標準的NTP時鐘信號，所以主域控制器中必須運行GPS時鐘同步客戶端程序，該程序接收4001端口的時鐘同步消息，與服務(wù)器當前時間比較，當發(fā)現(xiàn)時間誤差在15秒和600秒之間（上下限閥值可設(shè)置）時，自動修正服務(wù)器系統(tǒng)時間。

當GPS時鐘服務(wù)器通過網(wǎng)口提供GPS時鐘信號時，其GPS時鐘接入拓撲與方式一類似，通過管制中心部署的GPS接收器，接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的時鐘信號。不同之處在于GPS時鐘源服務(wù)器分配了一個網(wǎng)口時鐘源，發(fā)送標準的NTP時鐘信號，通過網(wǎng)線接入交換機，再通過信息化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸至空管信息系統(tǒng)在管制中心和航管樓主域控制器，最后通過域控服務(wù)器將GPS時鐘信號廣播給域內(nèi)所有的服務(wù)器和終端。

2 空管信息化系統(tǒng)域內(nèi)時鐘同步機制

2.1 時鐘同步機制

目前空管信息化系統(tǒng)全網(wǎng)服務(wù)器和終端設(shè)備通過Windows Server 2012 AD域進行管理，在域中，主域控制器同時也是域內(nèi)的時鐘源，其他服務(wù)器和客戶端時鐘會自動與主域控制器進行同步，默認的同步周期為xx分鐘，允許的誤差范圍在xx秒和xx秒之間，可以通過組策略進行設(shè)置。

2.2 時鐘同步設(shè)置

對于時間同步不正常的服務(wù)器或終端設(shè)備，一般采用下面的步驟配置時間同步：

（1）打開注冊表編輯器（打開CMD命令行界面，輸入“regedit”，回車），定位到下面的位置：HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Services＼W32Time＼Parameters，將“NtpServer”項數(shù)值改為“192.168.1.1（主域控制器的IP），0x8”，將“Type”項數(shù)值改為“NTP”。

（2）再定位到下面的位置：

HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Services＼W32Time＼TimeProviders＼NtpClient，將“Enabled”項數(shù)值改為“1”，將“SpecialPollInterval”項數(shù)值改為“900”。

（3）完成注冊表相關(guān)修改后，需要重啟w32time服務(wù)，通過在CMD命令行窗口運行：net stop w32time、net start w32time，完成重啟。

（4）測試時間同步是否成功：在CMD命令行窗口運行：w32tm /resync，如果成功則會顯示“成功地執(zhí)行了命令”。

（5）如果需要檢查設(shè)備時鐘是否與域時鐘同步，可以在該設(shè)備上執(zhí)行：

w32tm /stripchart /computer： 192.168.1.1（主域控制器的IP）。

3空管信息化系統(tǒng)GPS時鐘運行維護

對于空管信息化系統(tǒng)GPS時鐘的運行維護，可通過在信息化系統(tǒng)業(yè)務(wù)檢查表中增加對域控制器上GPS時鐘同步程序檢查的方式進行。具體執(zhí)行內(nèi)容是定期（周期可定為每周或每月）檢查FIPS主域控制器時鐘與當前GPS時鐘之間是否存在偏差。如果發(fā)現(xiàn)時鐘偏差超過15秒的，可以依次服務(wù)器上時鐘同步程序、串口服務(wù)器的運行情況，有需要的情況下可以請GPS時鐘源服務(wù)器廠家對GPS時鐘源相關(guān)設(shè)備進行檢查。

結(jié)論：

本文對民航空管信息化系統(tǒng)的GPS時鐘信號接入方式進行了簡介，結(jié)合實際情況分析了空管信息化系統(tǒng)域內(nèi)時鐘同步機制，詳細解釋了時鐘同步的設(shè)置問題。最后結(jié)合空管信息化系統(tǒng)的實際情況，提出了空管信息化系統(tǒng)GPS時鐘的運行維護建議，對今后進一步深入理解空管信息化系統(tǒng)GPS時鐘信號的應(yīng)用及拓展，提供了一定的理論依據(jù)。

參考文獻：

[1] 汪萬維、王曉亮、章濤、張喆、賈云飛. 民航空管自動化系統(tǒng)[M].北京：清華大學(xué)出版社. 2016.