GPS(全球定位系統(tǒng))將在今年4月6日進行“歸零”，迎來新周期。近日在舊金山召開的RSA美國信息安全大會上，有專家預(yù)測，舊GPS系統(tǒng)將在4月6日發(fā)生類似計算機千年蟲的錯誤;更有安全專家表示，自己絕不會在當天搭乘飛機……

GPS“歸零”實際上是“GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)”的通俗說法，美國民用GPS服務(wù)接口委員會(CGSIC)近日發(fā)布通知，GPS整周計數(shù)值將于2019年4月6日24點由1023變?yōu)?，稱作GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)。

該現(xiàn)象的出現(xiàn)與當時GPS系統(tǒng)的接口設(shè)計有關(guān)，據(jù)悉，GPS系統(tǒng)作為全球性的導(dǎo)航定位授時系統(tǒng)，在設(shè)計之初就建立了一套時間系統(tǒng)，稱作“GPS時”，而這個起點對應(yīng)UTC時間(世界協(xié)調(diào)時間)的1980年1月6日0時。為了達到授時的目的，則GPS系統(tǒng)通過導(dǎo)航信號不斷向用戶廣播當前時刻所對應(yīng)的GPS時，系統(tǒng)設(shè)計人員通過周計數(shù)(WN)和周內(nèi)秒(TOW)來共同表示當前時刻距離GPS初始時刻的時間差，從而結(jié)合閏秒得到當前UTC時刻，完成授時。

因多方面原因，GPS在設(shè)計之初，設(shè)計人員只用了10bit來表征WN，導(dǎo)致WN只能在0—1023之間循環(huán)。當WN從1023變?yōu)?時，就會發(fā)生GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)，出現(xiàn)迎接新一周的說法。1024周對應(yīng)到年時間大概是19.7年，從GPS系統(tǒng)時起始時刻算起，上一次出現(xiàn)GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)是1999年8月21日，這次就正好是2019年4月6日，2038年11月20日將會出現(xiàn)下一次GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)。

可能帶來的影響

GPS接收機在沒有做GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)的預(yù)處理情況下，將導(dǎo)致接收機的輸出時間返回到大約19年前。這對于依賴GPS授時的任何系統(tǒng)和應(yīng)用都可能會造成影響。據(jù)悉，在民航領(lǐng)域，授時基本都是依靠衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來完成，所有自動化的設(shè)備都是以該時間來作為基準的。

因此，周數(shù)翻轉(zhuǎn)可能引發(fā)空管雷達信號數(shù)據(jù)混亂，會引起數(shù)據(jù)中斷、目標航跡與計劃不相關(guān)等問題。

同時氣象設(shè)備之間的信息交換也會因時間跳變而無法自動完成氣象信息對齊，造成氣象預(yù)報困難，從而可能影響飛行調(diào)度，帶來不必要的損失。

此外，采用未做GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)處理的接收機來授時也會對一些自動化運作的基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域產(chǎn)生影響，比如電力、通信和金融領(lǐng)域所用的BITS系統(tǒng)。若BITS系統(tǒng)只參考GPS授時信號，可能造成系統(tǒng)癱瘓等。

解決方案

為避免影響，各行業(yè)應(yīng)該提前聯(lián)系GPS接收機供應(yīng)方，咨詢是否存在因GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)帶來授時錯誤問題，做好預(yù)案和仿真測試。

至于我國的北斗系統(tǒng)，也存在BD周數(shù)翻轉(zhuǎn)問題，但在設(shè)計時，其周計數(shù)用13bit表示，翻轉(zhuǎn)周期是8192周，大概是160年，從而有效規(guī)避了該問題。但只要是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都存在周數(shù)翻轉(zhuǎn)問題，只是周期時間長短不一樣。