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民航局空中交通管理局发布GPS周数翻转事件风险通告
日期: 2019-03-26
浏览次数: 164

中国民用航空空中交通管理系统

安全风险通告

编号:ATMB-2019-02(总:ATMB-0017

发布日期:2019年1月31日

发布单位:民航局空中交通管理局

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一、主题

全球定位系统(GPS)周数翻转事件影响空管运行安全的风险通告

二、依据

1. 《民用航空空中交通管理运行单位安全管理规则》(CCAR-83)

第十三条:“……充分告知安全风险……”

三、适用范围

依靠GPS进行设备授时及时间同步的相关运行单位。

四、背景

GPS作为国际民航组织标准化的GNSS重要组成部分,其导航及授时功能广泛应用于航空系统。

GPS导航信息包含当前日期和时间,其形式为连续周计数器(表示从参考日期1980年1月6日起经过的周数)以及当前周内经过的秒数。GPS用户可以将这种时间格式通过一定算法转换为标准的日/月/年等输出格式。值得关注的是,GPS导航信息的时间格式存在一个限制,即对应周计数器的数据字段长度有限(10位), 周计数器状态只能在0到1023之间变化,当与日期对应的周计数器状态到达1023的结束时刻,周计数器自动从0重新开始计数(简称“翻转”),并以1024周的时间周期进行不断翻转,下一次翻转时间为2019年4月6日。依赖GPS进行授时及时间同步的时钟设备厂家一般应该考虑到周计数器数翻转对于输出标准格式时间的影响,但不能排除部分产品存在翻转计算错误的问题,从而造成影响后果,存在安全隐患和巨大风险。

与此对照,北斗导航系统(BDS)的周计数器数据字段长度为13位,相关翻转周期为8192周,即大约157年,其授时系统的周计数器自2006年起计数,距下次翻转的时刻较为长远,目前尚不构成实际风险。

目前,民航空管系统及行业各相关用户普遍采用了以GNSS信号精确授时为基础的时间同步策略和措施方法,以满足运行信息交互操作中的精确时间标记和运行协调计时等需求。其中,以GPS信号作同步时钟的用户占有很大的比重,相关时间同步功能主要应用于管制自动化系统、内话及记录仪系统、场面监视系统、航管雷达站及信号传输处理系统、ADS-B站及数据处理系统、自动转报系统、网络传输系统、气象雷达站、气象自动观测系统、各类空管运行信息服务系统,以及各空管运行岗位或席位时钟显示设备等,上述问题对民航行业及空管系统相关运行单位构成了较大的安全运行风险。

据不完全统计,民航空管系统各运行单位所采用的GPS授时设备包括:北京东进航空科技股份有限公司(简称东进公司)、北京泰福特电子科技有限公司(简称泰福特)、南京天擎汽车电子有限公司、烟台远大恒宇科技有限公司、台湾国际航电股份有限公司(GARMIN),以及中新创科、郑州威科姆、北京卫信杰、华为SYNLOCK、合众思壮、锐呈、寰泰、Symmetricom、德国Meinberg、TECRON、Hillyton等品牌产品。

经部分运行单位初步咨询设备厂家确认:东进MTS640(部分)、MTS630、MTS-620C(部分),以及Symmetricom S250(部分)、卫信杰 WT320(部分)、TECRON TTM 01-E等部分型号产品对于上述翻转问题存在时间转换错误的隐患,需要通过软硬件升级或更新方可有效解决,其他品牌产品的相关性能尚需要进一步评估确认。

五、安全建议及工作要求

1.民航空管系统各运行单位应高度重视相关运行风险,尽快组织全面核查所属生产运行系统所采用的GPS授时设备,通过与设备厂家沟通或自行模拟测试等方式确认所属设备是否存在因周计数器翻转引发的时间错误问题;对于生产厂商不能确定影响的设备,相关单位应与设备生产厂商共同制定测试方案,联合检测并确认;对于确认存在问题的设备,要立即制定整改计划措施。

2.各运行单位应加强协同,组织针对因GPS授时系统时间错误引发的运行影响进行全面风险分析和评估,制定相关应急预案和响应措施,有效降低安全风险。在做好内部排查解决工作的同时,还应加强与外部业务协作单位和安全监管机构的沟通协调,对于可能造成关联影响的其他责任主体入网设备或接入信息,应积极主动协调,共同采取措施,努力消除外部影响因素。

3.各运行单位务必抓紧落实存在问题设备的软硬件升级或更新工作,并对相关过程持续跟踪,确保及时排除问题隐患;相关升级改造工作应于2019年3月31日前全面完成。

4.各地区空管局各专业业务管理部门应根据业务职责做好本地区所属各单位、各专业业务指导和监督管理,确保计划措施有效落实且按期完成,必要时应对有关机场单位提供相应的技术支持和协助;并且,跟踪收集2019年4月6日过渡时间节点前后GPS授时时间数据变化状况,以及应急响应情况。

5.各地区空管局、空管局直属运行保障和技术支持单位应结合本区核查、整改落实和完成情况,及时向空管局反馈信息,报告有关情况,共同防范安全风险,保障运行安全。


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