GPS將“歸零”會招來新“千年蟲”嗎等信息二則

GPS周數翻轉

GPS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，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。

因為多方原因，GPS在設計之初，設計人員只用了10bit來表征WN，導致WN只能在0～1 023之間循環。當WN從1 023變為0時，就會發生GPS周數翻轉。打個比方，小朋友因為還沒有學習超過100的數，每次數到100就又從0開始數，這就類似于GPS周數翻轉。1 024周對應到年上大概是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，下一次將會出現在2038年11月20日。

可能會帶來什么影響

GPS接收機在沒有做GPS周數翻轉預處理的情況下，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授時的任何系統和應用，都可能造成影響。例如，在民航領域，授時基本都是依靠衛星導航系統來完成，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。

另外，采用未做GPS周數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生影響，例如，電力、通信和金融領域所用的BITS系統。如果BITS系統只參考了GPS授時信號，則會造成BITS系統的時間跳變，可能造成系統癱瘓，影響大眾使用。在金融領域，還可能導致無法完成結算，給用戶帶來經濟損失。

北斗系統是否有bug

我國北斗系統的設計人員結合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8 192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。在用戶接收機中可以設計合理的算法規避這個問題，成為沒有bug的萬年歷。

摘自2019年《科技日報》