我國兩顆天眼正式上崗 全球定位系統(tǒng)GPS“歸零”
據(jù)央視新聞客戶端報(bào)道 國防科工局、國家航天局宣布,我國高分辨率對地觀測系統(tǒng)的高分五號(hào)和六號(hào)兩顆衛(wèi)星正式投入使用。這標(biāo)志著我國我國高分辨率對地觀測系統(tǒng)已形成高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率的天基對地觀測能力。
高分五號(hào)、六號(hào)衛(wèi)星分別于2018年5月9日和6月2日成功發(fā)射。
高分五號(hào)衛(wèi)星
高分五號(hào)是國內(nèi)光譜分辨率最高的衛(wèi)星,也是國際上首次實(shí)現(xiàn)對大氣和陸地進(jìn)行綜合觀測的全譜段高光譜衛(wèi)星,可實(shí)現(xiàn)多種觀測數(shù)據(jù)融合應(yīng)用,為我國環(huán)境監(jiān)測、資源勘查、防災(zāi)減災(zāi)等行業(yè)提供高質(zhì)量、高可靠的高光譜數(shù)據(jù)。
高分五號(hào)可監(jiān)測二氧化氮和二氧化硫等污染氣體、二氧化碳和甲烷等溫室氣體以及大氣氣溶膠,特別是,高分五號(hào)衛(wèi)星首次實(shí)現(xiàn)了對污染氣體的高光譜遙感監(jiān)測,對臭氧也具備全球單日覆蓋監(jiān)測能力。
例如,高分五號(hào)成功繪制了全球臭氧總量分布和2018年南極臭氧洞圖像。
GF-5全球臭氧總量分布(2018年10月12日)
GF-5南極臭氧洞(2018年10月12日)
高分六號(hào)衛(wèi)星
高分六號(hào)衛(wèi)星是高分專項(xiàng)天基系統(tǒng)中兼顧普查與詳查能力、具有高度機(jī)動(dòng)靈活性的高分辨率光學(xué)衛(wèi)星。該星與高分一號(hào)衛(wèi)星組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了對我國陸地區(qū)域2天的重訪觀測,極大提高了遙感數(shù)據(jù)的獲取規(guī)模和時(shí)效,有效彌補(bǔ)國內(nèi)外已有中高空間分辨率多光譜衛(wèi)星資源的不足,提升國產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的自給率和應(yīng)用范圍。
高分六號(hào)還是世界上第一顆具備紅邊波段的寬視場多光譜中高分辨率衛(wèi)星。相對與其他國產(chǎn)衛(wèi)星,高分六號(hào)衛(wèi)星可以說是真正意義上的“中國農(nóng)業(yè)一號(hào)衛(wèi)星”。
利用高分六號(hào)衛(wèi)星寬幅相機(jī)新增波段,改進(jìn)了作物識(shí)別、農(nóng)田洪澇災(zāi)害監(jiān)測、土地沙化調(diào)查、積雪覆蓋監(jiān)測等技術(shù)方法和模型,這些技術(shù)和數(shù)據(jù)已成果應(yīng)用在在2018年的玉米大豆面積監(jiān)測、2018年安徽洪澇災(zāi)害作物損失評(píng)價(jià)、部分地區(qū)果園和設(shè)施農(nóng)業(yè)分布調(diào)查、2019年冬小麥和大蒜等作物面積監(jiān)測、農(nóng)村人居環(huán)境監(jiān)測等工作中。
高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(xiàng)是《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》確定的十六個(gè)重大科技專項(xiàng)之一, 2010年批準(zhǔn)啟動(dòng)實(shí)施以來,已成功發(fā)射高分一號(hào)至高分六號(hào)等六顆衛(wèi)星,數(shù)據(jù)源不斷豐富。
目前可涵蓋不同空間分辨率、不同覆蓋寬度、不同譜段、不同重訪周期的高分?jǐn)?shù)據(jù)型譜基本形成,與其他民用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)相配合,為高分遙感應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。高分專項(xiàng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)已廣泛應(yīng)用于20個(gè)行業(yè)、30個(gè)省域,在國土、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、測繪等領(lǐng)域應(yīng)用中取得了重要成果。
高分專項(xiàng)已設(shè)立了30個(gè)省級(jí)高分?jǐn)?shù)據(jù)與應(yīng)用中心,取得了一大批的應(yīng)用成果,為促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提升地方政府現(xiàn)代化治理能力等提供了服務(wù)支撐。
全球定位系統(tǒng)“歸零”
GPS(全球定位系統(tǒng))將在今年4月6日進(jìn)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(huì)上,有專家預(yù)測,舊GPS系統(tǒng)將在4月6日發(fā)生類似計(jì)算機(jī)千年蟲的錯(cuò)誤;更有安全專家表示,自己絕不會(huì)在當(dāng)天搭乘飛機(jī)……
GPS“歸零”實(shí)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(huì)(CGSIC)近日發(fā)布通知,GPS整周計(jì)數(shù)值將于2019年4月6日24點(diǎn)由1023變?yōu)?,稱作GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)。
該現(xiàn)象的出現(xiàn)與當(dāng)時(shí)GPS系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)有關(guān),據(jù)悉,GPS系統(tǒng)作為全球性的導(dǎo)航定位授時(shí)系統(tǒng),在設(shè)計(jì)之初就建立了一套時(shí)間系統(tǒng),稱作“GPS時(shí)”,而這個(gè)起點(diǎn)對應(yīng)UTC時(shí)間(世界協(xié)調(diào)時(shí)間)的1980年1月6日0時(shí)。為了達(dá)到授時(shí)的目的,則GPS系統(tǒng)通過導(dǎo)航信號(hào)不斷向用戶廣播當(dāng)前時(shí)刻所對應(yīng)的GPS時(shí),系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員通過周計(jì)數(shù)(WN)和周內(nèi)秒(TOW)來共同表示當(dāng)前時(shí)刻距離GPS初始時(shí)刻的時(shí)間差,從而結(jié)合閏秒得到當(dāng)前UTC時(shí)刻,完成授時(shí)。
因多方面原因,GPS在設(shè)計(jì)之初,設(shè)計(jì)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(dāng)WN從1023變?yōu)?時(shí),就會(huì)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(shí)間大概是19.7年,從GPS系統(tǒng)時(shí)起始時(shí)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(huì)出現(xiàn)下一次GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)。
可能帶來的影響
GPS接收機(jī)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(jī)的輸出時(shí)間返回到大約19年前。這對于依賴GPS授時(shí)的任何系統(tǒng)和應(yīng)用都可能會(huì)造成影響。據(jù)悉,在民航領(lǐng)域,授時(shí)基本都是依靠衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來完成,所有自動(dòng)化的設(shè)備都是以該時(shí)間來作為基準(zhǔn)的。
因此,周數(shù)翻轉(zhuǎn)可能引發(fā)空管雷達(dá)信號(hào)數(shù)據(jù)混亂,會(huì)引起數(shù)據(jù)中斷、目標(biāo)航跡與計(jì)劃不相關(guān)等問題。
同時(shí)氣象設(shè)備之間的信息交換也會(huì)因時(shí)間跳變而無法自動(dòng)完成氣象信息對齊,造成氣象預(yù)報(bào)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(jī)來授時(shí)也會(huì)對一些自動(dòng)化運(yùn)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(shí)信號(hào),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(jī)供應(yīng)方,咨詢是否存在因GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)帶來授時(shí)錯(cuò)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(jì)時(shí),其周計(jì)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(shí)間長短不一樣。