GPS全球定位系统归零是怎么回事？对汽车导航有什么影响？

2019-03-22 16:36

3月22日消息，GPS（全球定位系统）将在今年4月6日进行“归零”，迎来新周期。近日在旧金山召开的RSA美国信息安全大会上，有专家预测，旧GPS系统将在4月6日发生类似计算机千年虫的错误；更有安全专家表示，自己绝不会在当天搭乘飞机……

GPS“归零”实际上是“GPS周数翻转”的通俗说法，美国民用GPS服务接口委员会（CGSIC）近日发布通知，GPS整周计数值将于2019年4月6日24点由1023变为0，称作GPS周数翻转。

该现象的出现与当时GPS系统的接口设计有关，据悉，GPS系统作为全球性的导航定位授时系统，在设计之初就建立了一套时间系统，称作“GPS时”，而这个起点对应UTC时间（世界协调时间）的1980年1月6日0时。为了达到授时的目的，则GPS系统通过导航信号不断向用户广播当前时刻所对应的GPS时，系统设计人员通过周计数（WN）和周内秒（TOW）来共同表示当前时刻距离GPS初始时刻的时间差，从而结合闰秒得到当前UTC时刻，完成授时。

因多方面原因，GPS在设计之初，设计人员只用了10bit来表征WN，导致WN只能在0—1023之间循环。当WN从1023变为0时，就会发生GPS周数翻转，出现迎接新一周的说法。1024周对应到年时间大概是19.7年，从GPS系统时起始时刻算起，上一次出现GPS周数翻转是1999年8月21日，这次就正好是2019年4月6日，2038年11月20日将会出现下一次GPS周数翻转。

可能带来的影响

GPS接收机在没有做GPS周数翻转的预处理情况下，将导致接收机的输出时间返回到大约19年前。这对于依赖GPS授时的任何系统和应用都可能会造成影响。据悉，在民航领域，授时基本都是依靠卫星导航系统来完成，所有自动化的设备都是以该时间来作为基准的。

因此，周数翻转可能引发空管雷达信号数据混乱，会引起数据中断、目标航迹与计划不相关等问题。

同时气象设备之间的信息交换也会因时间跳变而无法自动完成气象信息对齐，造成气象预报困难，从而可能影响飞行调度，带来不必要的损失。

此外，采用未做GPS周数翻转处理的接收机来授时也会对一些自动化运作的基础设施领域产生影响，比如电力、通信和金融领域所用的BITS系统。若BITS系统只参考GPS授时信号，可能造成系统瘫痪等。

解决方案

为避免影响，各行业应该提前联系GPS接收机供应方，咨询是否存在因GPS周数翻转带来授时错误问题，做好预案和仿真测试。

至于我国的北斗系统，也存在BD周数翻转问题，但在设计时，其周计数用13bit表示，翻转周期是8192周，大概是160年，从而有效规避了该问题。但只要是卫星导航系统都存在周数翻转问题，只是周期时间长短不一样。