小議空管信息化系統(tǒng)的GPS時(shí)鐘信號(hào)

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(kāi)展工作，本文對(duì)空管信息化系統(tǒng)的GPS時(shí)鐘信號(hào)接入方式進(jìn)行了介紹，并對(duì)空管信息化系統(tǒng)域內(nèi)時(shí)鐘同步機(jī)制進(jìn)行了探討，分別分析了空管信息化系統(tǒng)的時(shí)鐘同步機(jī)制和時(shí)鐘同步的具體設(shè)置，最后提出了空管信息化系統(tǒng)GPS時(shí)鐘的運(yùn)行維護(hù)建議。

關(guān)鍵詞：空管信息化系統(tǒng)、GPS時(shí)鐘信號(hào)、時(shí)鐘同步

引言

隨著計(jì)算機(jī)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(kāi)展工作，實(shí)現(xiàn)空中交通管理的自動(dòng)化。這些信息化系統(tǒng)包括空管自動(dòng)化系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)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(guò)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(jìn)行實(shí)時(shí)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(hào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、處理和合成，以及飛行計(jì)劃相關(guān)、空中態(tài)勢(shì)及飛行數(shù)據(jù)顯示等主要功能，是管制員實(shí)施對(duì)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(yùn)作，有一個(gè)重要的前提，就是必須確保各系統(tǒng)之間的時(shí)鐘信號(hào)的一致性。為了解決此問(wèn)題，民航空管系統(tǒng)主要通過(guò)為信息化系統(tǒng)引接GPS時(shí)鐘信號(hào)的方式，確保各系統(tǒng)間時(shí)鐘信號(hào)的一致性。本文主要對(duì)民航空管信息化系統(tǒng)的GPS時(shí)鐘信號(hào)的接入與應(yīng)用進(jìn)行相應(yīng)的探討。

1 空管信息化系統(tǒng)GPS時(shí)鐘信號(hào)的接入

民航空管系統(tǒng)一般都采用自建GPS時(shí)鐘服務(wù)器的方式，作為所有空管信息化系統(tǒng)的GPS時(shí)鐘源。因建設(shè)周期的先后問(wèn)題，目前空管系統(tǒng)的GPS時(shí)鐘服務(wù)器有兩種信號(hào)接口，一是主要通過(guò)串口提供GPS時(shí)鐘信號(hào)，二是通過(guò)網(wǎng)口提供標(biāo)準(zhǔn)的NTP時(shí)鐘信號(hào)，

從而造成了兩種不同的GPS時(shí)鐘接入方式。當(dāng)GPS時(shí)鐘服務(wù)器通過(guò)串口提供GPS時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，其GPS時(shí)鐘接入如圖1所示，通過(guò)管制中心部署的GPS接收器，接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的時(shí)鐘信號(hào)，然后GPS時(shí)鐘源服務(wù)器分配了一個(gè)串口時(shí)鐘源，通過(guò)RS232線纜接入串口服務(wù)器，串口服務(wù)器將串口信號(hào)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(guò)域控服務(wù)器將GPS時(shí)鐘信號(hào)廣播給域內(nèi)所有的服務(wù)器和終端。因?yàn)镚PS時(shí)鐘服務(wù)器通過(guò)串口提供的GPS時(shí)鐘信號(hào)并非標(biāo)準(zhǔn)的NTP時(shí)鐘信號(hào)，所以主域控制器中必須運(yùn)行GPS時(shí)鐘同步客戶端程序，該程序接收4001端口的時(shí)鐘同步消息，與服務(wù)器當(dāng)前時(shí)間比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)時(shí)間誤差在15秒和600秒之間（上下限閥值可設(shè)置）時(shí)，自動(dòng)修正服務(wù)器系統(tǒng)時(shí)間。

當(dāng)GPS時(shí)鐘服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)口提供GPS時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，其GPS時(shí)鐘接入拓?fù)渑c方式一類(lèi)似，通過(guò)管制中心部署的GPS接收器，接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的時(shí)鐘信號(hào)。不同之處在于GPS時(shí)鐘源服務(wù)器分配了一個(gè)網(wǎng)口時(shí)鐘源，發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的NTP時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)網(wǎng)線接入交換機(jī)，再通過(guò)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(guò)域控服務(wù)器將GPS時(shí)鐘信號(hào)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(shí)鐘同步機(jī)制

2.1 時(shí)鐘同步機(jī)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(guò)Windows Server 2012 AD域進(jìn)行管理，在域中，主域控制器同時(shí)也是域內(nèi)的時(shí)鐘源，其他服務(wù)器和客戶端時(shí)鐘會(huì)自動(dòng)與主域控制器進(jìn)行同步，默認(rèn)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(guò)組策略進(jìn)行設(shè)置。

2.2 時(shí)鐘同步設(shè)置

對(duì)于時(shí)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(shí)間同步：

（1）打開(kāi)注冊(cè)表編輯器（打開(kāi)CMD命令行界面，輸入“regedit”，回車(chē)），定位到下面的位置：HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Services＼W32Time＼Parameters，將“NtpServer”項(xiàng)數(shù)值改為“192.168.1.1（主域控制器的IP），0x8”，將“Type”項(xiàng)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(xiàng)數(shù)值改為“1”，將“SpecialPollInterval”項(xiàng)數(shù)值改為“900”。

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

（4）測(cè)試時(shí)間同步是否成功：在CMD命令行窗口運(yùn)行：w32tm /resync，如果成功則會(huì)顯示“成功地執(zhí)行了命令”。

（5）如果需要檢查設(shè)備時(shí)鐘是否與域時(shí)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(shí)鐘運(yùn)行維護(hù)

對(duì)于空管信息化系統(tǒng)GPS時(shí)鐘的運(yùn)行維護(hù)，可通過(guò)在信息化系統(tǒng)業(yè)務(wù)檢查表中增加對(duì)域控制器上GPS時(shí)鐘同步程序檢查的方式進(jìn)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(shí)鐘與當(dāng)前GPS時(shí)鐘之間是否存在偏差。如果發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘偏差超過(guò)15秒的，可以依次服務(wù)器上時(shí)鐘同步程序、串口服務(wù)器的運(yùn)行情況，有需要的情況下可以請(qǐng)GPS時(shí)鐘源服務(wù)器廠家對(duì)GPS時(shí)鐘源相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢查。

結(jié)論：

本文對(duì)民航空管信息化系統(tǒng)的GPS時(shí)鐘信號(hào)接入方式進(jìn)行了簡(jiǎn)介，結(jié)合實(shí)際情況分析了空管信息化系統(tǒng)域內(nèi)時(shí)鐘同步機(jī)制，詳細(xì)解釋了時(shí)鐘同步的設(shè)置問(wèn)題。最后結(jié)合空管信息化系統(tǒng)的實(shí)際情況，提出了空管信息化系統(tǒng)GPS時(shí)鐘的運(yùn)行維護(hù)建議，對(duì)今后進(jìn)一步深入理解空管信息化系統(tǒng)GPS時(shí)鐘信號(hào)的應(yīng)用及拓展，提供了一定的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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