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”的通俗說法，美國民用GPS服務接口委員會(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。

該現(xiàn)象的出現(xiàn)與當時GPS系統(tǒng)的接口設計有關，據(jù)悉，GPS系統(tǒng)作為全球性的導航定位授時系統(tǒng)，在設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UTC時間(世界協(xié)調時間)的1980年1月6日0時。為了達到授時的目的，則GPS系統(tǒng)通過導航信號不斷向用戶廣播當前時刻所對應的GPS時，系統(tǒng)設計人員通過周計數(shù)(WN)和周內秒(TOW)來共同表示當前時刻距離GPS初始時刻的時間差，從而結合閏秒得到當前UTC時刻，完成授時。

因多方面原因，GPS在設計之初，設計人員只用了10bit來表征WN，導致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，出現(xiàn)迎接新一周的說法。1024周對應到年時間大概是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。

可能帶來的影響

GPS接收機在沒有做GPS周數(shù)翻轉的預處理情況下，將導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)和應用都可能會造成影響。據(jù)悉，在民航領域，授時基本都是依靠衛(wèi)星導航系統(tǒng)來完成，所有自動化的設備都是以該時間來作為基準的。

因此，周數(shù)翻轉可能引發(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等問題。

同時氣象設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，造成氣象預報困難，從而可能影響飛行調度，帶來不必要的損失。

此外，采用未做GPS周數(shù)翻轉處理的接收機來授時也會對一些自動化運作的基礎設施領域產(chǎn)生影響，比如電力、通信和金融領域所用的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)應該提前聯(lián)系GPS接收機供應方，咨詢是否存在因GPS周數(shù)翻轉帶來授時錯誤問題，做好預案和仿真測試。

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