精确授时确保准确的飞行导航和高效的空中交通 控制,提升航空业安全。
空中交通管理需要精确的时间把控,才能确保众多飞机在共享空域内安全协调飞行。
飞机与地面系统之间的实时通信对于避免延误与错误至关重要。
先进的航空电子设备和卫星导航需要强大的同步功能来维持全球航线的完整性。
GNSS 信号易受干扰和欺骗攻击,从而影响授时和导航精度。
GNSS 信号受损可能导致需要可靠授时的关键航空和国防行动出现故障。
为应对 GNSS 信号脆弱性,必须采用替代授时源和强大的安全措施来维持运行的连续性。
安全授时技术与GNSS无关的方法减少漏洞和增强可靠性。
冗余定时架构通过提供备份和故障转移来确保持续准确性。
加密协议保护数据完整性和定间安全性信息免受网络威胁。
• ADS-B(<1 µs), MLAT (<50–100 ns),雷达(<1–10 微秒)
• 语音/数据系统:毫秒准确性
• 自动化与FDPS:确定性时间戳
• 法定记录时间: UTC可追溯
ADS-B (自动相关监视广播)是一种利用GPS的监视技术,它允许飞机自动向空中交通管制(ATC)广播其位置、高度和其他数据。
多点定位(MLAT )是一种空中交通管制技术 (空中交通管制)技术,通过计算飞机应答器信号到达多个地面站的时间差(TDOA)来确定飞机的位置。
其后果包括:
• 飞机视线受阻
• 雷达/航迹信息错误
• 通信故障
• 法律记录不完整
• 无法保持间隔
• 空域可能关闭
如果空中交通管制失去精确时间,飞机位置将变得不可靠,自动化工具将失效,通信质量下降,调查也将无法进行。因此,弹性授时(铯原子钟+全球导航卫星系统+PTP+监控)至关重要。
• 检测时间跳跃、漂移、 干涉
• 自动切换到 备份
• 防止传播已损坏的时间
配备以下设备的空中交通管制中心:增强型主参考时钟( ePRTC )、铯原子钟、独立于全球导航卫星系统 (GNSS) 的时间源
即使GNSS受到干扰,雷达、 ADS-B、 VCS、 ATC自动化等设备的PTP授时仍能保持完全运行。 或者遭到地面哄骗。
这确保:
• 空中交通管制雷达航迹保持一致
• ADS-B地面接收器保持时间戳精确
• 空中交通管制语音和数据网络仍然同步
• 安全关键型空中交通管制功能未发生劣化
• 管制员仍然可以看到有效的监视信息,并且可以管理飞机安全
这在GNSS中断期间尤为重要。
即使地面原子钟计时完美无瑕 :
• 也无法校正飞机上接收到的 GPS/GNSS 信号
• 无法防止飞机自身的 GNSS 接收器受到干扰。
• 无法阻止欺骗性 GNSS 信号误导飞机
• 无法恢复飞机内部的导航精度
即使飞机GNSS系统失效,地面系统仍然可以:
• 提供雷达间隔;提供程序间隔
• 识别可疑的飞机位置报告
• 更快地检测欺骗行为
• 通过备用模式维持安全运行
因此,许多空中导航服务提供商(FAA、EUROCONTROL、CAAS、JCAB)正在转向:
• 地面备份
• 采用铯原子钟的增强型程序控制中心(ePRTC)
• 多频段GNSS监测
• ADS-B和雷达交叉检查
• 时间分布加固
原子钟空中交通管制保护的是空中交通管制系统,而非飞机导航系统。即使飞机失去GNSS信号,空中交通管制仍然可以继续安全地管理飞机
这可以防止事故发生,保持态势感知,并确保管制员能够使用雷达和语音引导飞行员。
• OSA 5405是一款能够检测干扰/欺骗的智能系统。
• 它配备两个GNSS接收器——一个配置为固定模式,位置信息需要手动输入,另一个GNSS接收器配置为测量模式,可从跟踪的卫星获取位置信息。
• 用于增强系统的 GPS 接收器需要来自铯原子钟的稳定且精确的 10MHz 频率参考,以进行 GNSS 误差校正。
• 在 GPS 故障时提供短时保持性能。
• 有助于恢复约 7.6 米的精确位置精度。
• 确定电离层修正
• 确定卫星轨道
• 使用铯原子钟参考确定卫星时钟修正
• 确定卫星完整性
• 独立数据验证
• SBAS 消息广播和测距
• 系统运行与维护