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全球定位系統“歸零”即將來臨,對我們有啥影響?

2019-03-28

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4月6日過后,民眾日常生活中經常使用的全球定位系統GPS將迎來新周期。

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系統將在4月6日發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歸零是啥

根據美國民用GPS服務接口委員會(CGSIC)近日發布的通知,GPS的整周計數值將于2019年4月6日24點由1023變為0,稱作GPS周數翻轉。這意味著GPS周計數將迎來新的周期。


為什么會出現這樣的情況?“這個得從GPS系統的接口設計來解釋這個現象。”長期從事北斗導航系統相關建設工作的科學家,中科院空天信息研究院研究員、博士生導師徐穎說,GPS系統作為一個全球性的導航定位授時系統,在設計之初就建立了自己的一套時間系統,稱作GPS時,而這個起點對應UTC時間(世界協調時間)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,系統設計人員通過周計數(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。


中科院空天信息研究院工程師何智力說,因為多方面原因,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。當WN從1023變為0時,就會發生GPS周數翻轉,出現迎接新一周的說法。1024周對應到年上大概就是19.7年,從GPS系統時的起始時刻算起,上一次出現GPS周數翻轉是1999年8月21日,這次就正好是2019年4月6日,2038年11月20日將會出現下一次GPS周數翻轉。

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何智力

“打個比方,小朋友因為還沒有學習超過100的數,他每次數到100就又從0開始數,而按10進制的計數規則,100以后是101,200以后是201……以此類推,而小朋友每次遇到100都會回到0。這就類似于GPS周數翻轉。”

對我們有什么影響

在生活中,我們其實可以發現,GPS定位已經涉及到了我們的方方面面,最簡單最直觀的,就是出行的導航。如今各種地圖軟件,導航軟件被廣泛使用,如果全球定位系統歸零會對我們造成影響,那么導航的使用,地圖的定位等內容,必然是最直觀最直接受到影響的。


周數翻轉可能引發空管雷達信號數據混亂,會引起數據中斷、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。



天氣、定位還會影響一個人群,那就是驢友,探險家等。因為總是行走在需要定位的一些地方,因此GPS對于這些人就很重要,幾乎等同于生命。到了4月6日這一天,GPS不出事還好,真的有個意外,就有可能造成不可挽回的后果。



另外,現在手機里的APP中的GPS定位功能可能會受到影響。快遞,外賣,聊天,哪怕你只是玩一個游戲,游戲也會攛掇你打開GPS然后和附近的人一起玩。如果不打開,很多游戲的相應功能都不對你開放,那就很難受了。快遞外賣也可能無法準確得送給你。



最后一個可能是支付上,據說金融機構的系統是涉及到這個東西的,據稱,這有可能造成支付無法結算等后果。


我國的北斗會出現歸零現象嗎


作為與美國GPS齊名的全球四大衛星導航系統之一,我國自主研發的北斗導航系統也存在BD周數翻轉問題,但是我國的北斗系統設計人員結合GPS周數翻轉周期短和一般GNSS接收機使用壽命情況,在設計時,其周計數用13bit表示,翻轉周期是8192周,大概是160年,從而有效規避了該問題。其實,對應衛星導航系統周數翻轉問題,是必然會出現的,只是翻轉周期的長短問題,但是在用戶接收機中可以設計合理的算法而規避這個問題,成為沒有bug的萬年歷。

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