京準電鐘：GPS北斗衛(wèi)星校時服務(wù)器助力航管系統(tǒng)

京準電鐘：GPS北斗衛(wèi)星校時服務(wù)器助力航管系統(tǒng)

經(jīng)過近60年的發(fā)展，從 2005 年開始, 我國航空運輸總周轉(zhuǎn)量躍居世界第二位，并且迅速逐年增長，相應(yīng)配套的民航基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和服務(wù)體系也高速增長。截止2016年，我國運輸機場總數(shù)達206個，航空運輸公司54家，通用航空企業(yè)263家，航空運輸發(fā)展規(guī)模擴展迅速。據(jù)民航局公布的數(shù)據(jù)顯示，2015年全民航預(yù)計全年完成運輸總周轉(zhuǎn)量850億噸公里、旅客運輸量4.4億人次、貨郵運輸量630萬噸，民航運輸量占全球比重超過10%。

伴隨著民航業(yè)的快速發(fā)展，航線愈發(fā)擁擠，航管樓的統(tǒng)一協(xié)調(diào)對于民航運輸?shù)陌踩跃惋@得更加重要。2015年12月31日晚23：55分，東航當日最后一個航班MU5186安全降落北京。至此，2015年，中國民航實現(xiàn)全年安全運輸約846萬小時、362萬架次，這個成績與航管樓的統(tǒng)一、科學、有效調(diào)度密切相關(guān)。而在航管樓的調(diào)度工作中，時間參數(shù)至關(guān)重要，各個飛行控制環(huán)節(jié)的時間同步是基本要求。隨著國際民航組織（ICAO）對新航行系統(tǒng)（CNS/ATM）概念的推廣，包括中國在內(nèi)的國際民航界開始廣泛使用全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GNSS）。同時伴隨著我國自主北斗系統(tǒng)的發(fā)展成熟，北斗在民航的廣泛應(yīng)用和標準制定工作得到快速推進。這里面除了增加北斗參與GBAS，對全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GNSS）進行差分校正和完好性監(jiān)測，以提供安裝機場周邊有效半徑范圍內(nèi)的導航和精密進近服務(wù)之外，就是北斗時間同步技術(shù)的應(yīng)用。即在民航時鐘和時間同步系統(tǒng)等各個方面增加北斗系統(tǒng)授時，對GPS備份兼和兼容，使得空管的時鐘系統(tǒng)安全和一致性得到進一步提升。

而空管的時鐘同步網(wǎng)絡(luò)一般采用基于時間服務(wù)器的C/S結(jié)構(gòu)的時間同步策略來進行時間的同步。該方法的主要思想就是在系統(tǒng)中建制一個或若干個具有高度可信度與有效度的時間服務(wù)器，系統(tǒng)中的其他節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器獲取時間，同時對各自時間進行修正，進而達到整個系統(tǒng)各個節(jié)點時間的同步。這種時鐘同步網(wǎng)絡(luò)的準則就是NTP（Network Time Protocol）及其相關(guān)的SNTP（Simple Network Time Protocol）的同步機制標準。

說到這里首先要介紹時間同步的概念，即將通信網(wǎng)上各種通信設(shè)備或計算機設(shè)備的時間信息(年月日時分秒)基于UTC（協(xié)調(diào)世界時）時間偏差限定在足夠小的范圍內(nèi)，這種同步過程叫做時間同步。航管樓的信息系統(tǒng)對所使用的時間的同步一致性要求非常高，這也決定了其對相應(yīng)的時鐘源和時間同步機制協(xié)議要求非常苛刻。而NTP就是用來使計算機時間同步化的一種可靠協(xié)議，它可以使計算機對其服務(wù)器或時鐘源（如石英鐘，GPS，北斗等)做同步化，可以提供高精準度的時間校正，且可由加密確認的方式來防止惡毒的協(xié)議攻擊。 NTP提供準確時間，首先要有準確的時間來源，這一時間應(yīng)該是國際標準時間UTC。而UTC的時間來源從便利和可靠等方面考慮，原子鐘和導航衛(wèi)星是首選。這樣北斗+本地高精度振蕩器，配合NTP協(xié)議，共同保障了航管樓時間同步系統(tǒng)的精準和可靠。

其中時間同步服務(wù)器負責接收、解算北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)時間信息，并馴服本地振蕩源，共同保持和提供高精度時間基準，通過相應(yīng)接口設(shè)備提供給通信、客服、通管、計算機、保護裝置、故障錄波器、事件順序記錄裝置、安全自動裝置、遠動RTU等設(shè)備，達到整個系統(tǒng)的時間精準和同步。

目前北斗系統(tǒng)的發(fā)展不斷完善，2月1號，北斗第21顆衛(wèi)星、全球驗證第5顆衛(wèi)星順利升空，北斗系統(tǒng)的全球化進程不斷加快，預(yù)計2018年率先服務(wù)“一帶一路”區(qū)域，2020年服務(wù)全球，這也將促進中國民航的全球化業(yè)務(wù)拓展。同時筆者之前的文章有介紹，我國的原子鐘自主化和技術(shù)水平同樣發(fā)展迅速，并且在新一代北斗衛(wèi)星上得到應(yīng)用和驗證。因此從技術(shù)方面來看，北斗服務(wù)于民航空管有著可靠的技術(shù)保障，必將很好的提高我國民航空管的效率、安全和可靠性。而政策方面更是民航安全、效率和北斗應(yīng)用推廣共贏！