京准电钟：NTP网络授时服务器应用航管自控系统

京准电钟：NTP网络授时服务器应用航管自控系统
京准电钟：NTP网络授时服务器应用航管自控系统
经过近60年的发展，从 2005 年开始, 我国航空运输总周转量跃居世界第二位，并且迅速逐年增长，相应配套的民航基础设施建设和服务体系也高速增长。截止2016年，我国运输机场总数达206个，航空运输公司54家，通用航空企业263家，航空运输发展规模扩展迅速。据民航局公布的数据显示，2015年全民航预计全年完成运输总周转量850亿吨公里、旅客运输量4.4亿人次、货邮运输量630万吨，民航运输量占全球比重超过10%。
伴随着民航业的快速发展，航线愈发拥挤，航管楼的统一协调对于民航运输的安全性就显得更加重要。2015年12月31日晚23：55分，东航当日最后一个航班MU5186安全降落北京。至此，2015年，中国民航实现全年安全运输约846万小时、362万架次，这个成绩与航管楼的统一、科学、有效调度密切相关。而在航管楼的调度工作中，时间参数至关重要，各个飞行控制环节的时间同步是基本要求。随着国际民航组织（ICAO）对新航行系统（CNS/ATM）概念的推广，包括中国在内的国际民航界开始广泛使用全球卫星导航系统（GNSS）。同时伴随着我国自主北斗系统的发展成熟，北斗在民航的广泛应用和标准制定工作得到快速推进。这里面除了增加北斗参与GBAS，对全球卫星导航系统（GNSS）进行差分校正和完好性监测，以提供安装机场周边有效半径范围内的导航和精密进近服务之外，就是北斗时间同步技术的应用。即在民航时钟和时间同步系统等各个方面增加北斗系统授时，对GPS备份兼和兼容，使得空管的时钟系统安全和一致性得到进一步提升。
而空管的时钟同步网络一般采用基于时间服务器的C/S结构的时间同步策略来进行时间的同步。该方法的主要思想就是在系统中建制一个或若干个具有高度可信度与有效度的时间服务器，系统中的其他节点通过网络从服务器获取时间，同时对各自时间进行修正，进而达到整个系统各个节点时间的同步。这种时钟同步网络的准则就是NTP（Network Time Protocol）及其相关的SNTP（Simple Network Time Protocol）的同步机制标准。
说到这里首先要介绍时间同步的概念，即将通信网上各种通信设备或计算机设备的时间信息(年月日时分秒)基于UTC（协调世界时）时间偏差限定在足够小的范围内，这种同步过程叫做时间同步。航管楼的信息系统对所使用的时间的同步一致性要求非常高，这也决定了其对相应的时钟源和时间同步机制协议要求非常苛刻。而NTP就是用来使计算机时间同步化的一种可靠协议，它可以使计算机对其服务器或时钟源（如石英钟，GPS等等)做同步化，可以提供高精准度的时间校正，且可由加密确认的方式来防止恶毒的协议攻击。 NTP提供准确时间，首先要有准确的时间来源，这一时间应该是国际标准时间UTC。而UTC的时间来源从便利和可靠等方面考虑，原子钟和导航卫星是首选。这样北斗+本地高精度振荡器，配合NTP协议，共同保障了航管楼时间同步系统的精准和可靠。

其中时间同步服务器负责接收、解算北斗卫星导航系统时间信息，并驯服本地振荡源，共同保持和提供高精度时间基准，通过相应接口设备提供给通信、客服、通管、计算机、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU等设备，达到整个系统的时间精准和同步。
目前北斗系统的发展不断完善，2月1号，北斗第21颗卫星、全球验证第5颗卫星顺利升空，北斗系统的全球化进程不断加快，预计2018年率先服务“一带一路”区域，2020年服务全球，这也将促进中国民航的全球化业务拓展。同时笔者之前的文章有介绍，我国的原子钟自主化和技术水平同样发展迅速，并且在新一代北斗卫星上得到应用和验证。因此从技术方面来看，北斗服务于民航空管有着可靠的技术保障，必将很好的提高我国民航空管的效率、安全和可靠性。而政策方面更是民航安全、效率和北斗应用推广共赢！