小議空管信息化系統的GPS時鐘信號

黃傳輝

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

關鍵詞：空管信息化系統、GPS時鐘信號、時鐘同步

引言

隨著計算機技術和通信技術的不斷發展，民航空管系統中廣泛使用各種信息化系統輔助管制員高效、有序地開展工作，實現空中交通管理的自動化。這些信息化系統包括空管自動化系統、自動轉報系統和各種空管自研的信息化系統如流量管理系統、協同決策系統、數字化起飛前放行系統等。通過這些信息化系統，能夠對監視數據和飛行數據進行實時數據接收、處理、發送、顯示的一體化系統，完成多路監視信號的實時數據傳輸、轉換、處理和合成，以及飛行計劃相關、空中態勢及飛行數據顯示等主要功能，是管制員實施對空指揮的主要工具和主要工作界面[1]。

但民航空管系統中所使用的這些信息化系統，其能夠實現系統間信息的有效傳遞，做到多系統協同運作，有一個重要的前提，就是必須確保各系統之間的時鐘信號的一致性。為了解決此問題，民航空管系統主要通過為信息化系統引接GPS時鐘信號的方式，確保各系統間時鐘信號的一致性。本文主要對民航空管信息化系統的GPS時鐘信號的接入與應用進行相應的探討。

1 空管信息化系統GPS時鐘信號的接入

民航空管系統一般都采用自建GPS時鐘服務器的方式，作為所有空管信息化系統的GPS時鐘源。因建設周期的先后問題，目前空管系統的GPS時鐘服務器有兩種信號接口，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衛星發射的時鐘信號，然后GPS時鐘源服務器分配了一個串口時鐘源，通過RS232線纜接入串口服務器，串口服務器將串口信號轉換為UDP數據包，轉發至空管信息系統在管制中心和航管樓主域控制器，再通過域控服務器將GPS時鐘信號廣播給域內所有的服務器和終端。因為GPS時鐘服務器通過串口提供的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，與服務器當前時間比較，當發現時間誤差在15秒和600秒之間（上下限閥值可設置）時，自動修正服務器系統時間。

當GPS時鐘服務器通過網口提供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衛星發射的時鐘信號。不同之處在于GPS時鐘源服務器分配了一個網口時鐘源，發送標準的NTP時鐘信號，通過網線接入交換機，再通過信息化系統的網絡傳輸至空管信息系統在管制中心和航管樓主域控制器，最后通過域控服務器將GPS時鐘信號廣播給域內所有的服務器和終端。

2 空管信息化系統域內時鐘同步機制

2.1 時鐘同步機制

目前空管信息化系統全網服務器和終端設備通過Windows Server 2012 AD域進行管理，在域中，主域控制器同時也是域內的時鐘源，其他服務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置。

2.2 時鐘同步設置

對于時間同步不正常的服務器或終端設備，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”項數值改為“192.168.1.1（主域控制器的IP），0x8”，將“Type”項數值改為“NTP”。

（2）再定位到下面的位置：

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

（3）完成注冊表相關修改后，需要重啟w32time服務，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“成功地執行了命令”。

（5）如果需要檢查設備時鐘是否與域時鐘同步，可以在該設備上執行：

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

3空管信息化系統GPS時鐘運行維護

對于空管信息化系統GPS時鐘的運行維護，可通過在信息化系統業務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。具體執行內容是定期（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。如果發現時鐘偏差超過15秒的，可以依次服務器上時鐘同步程序、串口服務器的運行情況，有需要的情況下可以請GPS時鐘源服務器廠家對GPS時鐘源相關設備進行檢查。

結論：

本文對民航空管信息化系統的GPS時鐘信號接入方式進行了簡介，結合實際情況分析了空管信息化系統域內時鐘同步機制，詳細解釋了時鐘同步的設置問題。最后結合空管信息化系統的實際情況，提出了空管信息化系統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GPS時鐘信號的應用及拓展，提供了一定的理論依據。

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[M].北京：清華大學出版社. 2016.