小议空管信息化系统的GPS时钟信号

黄传辉

摘 要：目前民航空管系统中广泛使用各种信息化系统辅助管制员开展工作，本文对空管信息化系统的GPS时钟信号接入方式进行了介绍，并对空管信息化系统域内时钟同步机制进行了探讨，分别分析了空管信息化系统的时钟同步机制和时钟同步的具体设置，最后提出了空管信息化系统GPS时钟的运行维护建议。

关键词：空管信息化系统、GPS时钟信号、时钟同步

引言

随着计算机技术和通信技术的不断发展，民航空管系统中广泛使用各种信息化系统辅助管制员高效、有序地开展工作，实现空中交通管理的自动化。这些信息化系统包括空管自动化系统、自动转报系统和各种空管自研的信息化系统如流量管理系统、协同决策系统、数字化起飞前放行系统等。通过这些信息化系统，能够对监视数据和飞行数据进行实时数据接收、处理、发送、显示的一体化系统，完成多路监视信号的实时数据传输、转换、处理和合成，以及飞行计划相关、空中态势及飞行数据显示等主要功能，是管制员实施对空指挥的主要工具和主要工作界面[1]。

但民航空管系统中所使用的这些信息化系统，其能够实现系统间信息的有效传递，做到多系统协同运作，有一个重要的前提，就是必须确保各系统之间的时钟信号的一致性。为了解决此问题，民航空管系统主要通过为信息化系统引接GPS时钟信号的方式，确保各系统间时钟信号的一致性。本文主要对民航空管信息化系统的GPS时钟信号的接入与应用进行相应的探讨。

1 空管信息化系统GPS时钟信号的接入

民航空管系统一般都采用自建GPS时钟服务器的方式，作为所有空管信息化系统的GPS时钟源。因建设周期的先后问题，目前空管系统的GPS时钟服务器有两种信号接口，一是主要通过串口提供GPS时钟信号，二是通过网口提供标准的NTP时钟信号，

从而造成了两种不同的GPS时钟接入方式。当GPS时钟服务器通过串口提供GPS时钟信号时，其GPS时钟接入如图1所示，通过管制中心部署的GPS接收器，接收GPS卫星发射的时钟信号，然后GPS时钟源服务器分配了一个串口时钟源，通过RS232线缆接入串口服务器，串口服务器将串口信号转换为UDP数据包，转发至空管信息系统在管制中心和航管楼主域控制器，再通过域控服务器将GPS时钟信号广播给域内所有的服务器和终端。因为GPS时钟服务器通过串口提供的GPS时钟信号并非标准的NTP时钟信号，所以主域控制器中必须运行GPS时钟同步客户端程序，该程序接收4001端口的时钟同步消息，与服务器当前时间比较，当发现时间误差在15秒和600秒之间（上下限阀值可设置）时，自动修正服务器系统时间。

当GPS时钟服务器通过网口提供GPS时钟信号时，其GPS时钟接入拓扑与方式一类似，通过管制中心部署的GPS接收器，接收GPS卫星发射的时钟信号。不同之处在于GPS时钟源服务器分配了一个网口时钟源，发送标准的NTP时钟信号，通过网线接入交换机，再通过信息化系统的网络传输至空管信息系统在管制中心和航管楼主域控制器，最后通过域控服务器将GPS时钟信号广播给域内所有的服务器和终端。

2 空管信息化系统域内时钟同步机制

2.1 时钟同步机制

目前空管信息化系统全网服务器和终端设备通过Windows Server 2012 AD域进行管理，在域中，主域控制器同时也是域内的时钟源，其他服务器和客户端时钟会自动与主域控制器进行同步，默认的同步周期为xx分钟，允许的误差范围在xx秒和xx秒之間，可以通过组策略进行设置。

2.2 时钟同步设置

对于时间同步不正常的服务器或终端设备，一般采用下面的步骤配置时间同步：

（1）打开注册表编辑器（打开CMD命令行界面，输入“regedit”，回车），定位到下面的位置：HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Services＼W32Time＼Parameters，将“NtpServer”项数值改为“192.168.1.1（主域控制器的IP），0x8”，将“Type”项数值改为“NTP”。

（2）再定位到下面的位置：

HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Services＼W32Time＼TimeProviders＼NtpClient，将“Enabled”项数值改为“1”，将“SpecialPollInterval”项数值改为“900”。

（3）完成注册表相关修改后，需要重启w32time服务，通过在CMD命令行窗口运行：net stop w32time、net start w32time，完成重启。

（4）测试时间同步是否成功：在CMD命令行窗口运行：w32tm /resync，如果成功则会显示“成功地执行了命令”。

（5）如果需要检查设备时钟是否与域时钟同步，可以在该设备上执行：

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

3空管信息化系统GPS时钟运行维护

对于空管信息化系统GPS时钟的运行维护，可通过在信息化系统业务检查表中增加对域控制器上GPS时钟同步程序检查的方式进行。具体执行内容是定期（周期可定为每周或每月）检查FIPS主域控制器时钟与当前GPS时钟之间是否存在偏差。如果发现时钟偏差超过15秒的，可以依次服务器上时钟同步程序、串口服务器的运行情况，有需要的情况下可以请GPS时钟源服务器厂家对GPS时钟源相关设备进行检查。

结论：

本文对民航空管信息化系统的GPS时钟信号接入方式进行了简介，结合实际情况分析了空管信息化系统域内时钟同步机制，详细解释了时钟同步的设置问题。最后结合空管信息化系统的实际情况，提出了空管信息化系统GPS时钟的运行维护建议，对今后进一步深入理解空管信息化系统GPS时钟信号的应用及拓展，提供了一定的理论依据。

参考文献：

[1] 汪万维、王晓亮、章涛、张喆、贾云飞. 民航空管自动化系统[M].北京：清华大学出版社. 2016.