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全球定位系统即将归零£¬能招来新的¡°千年虫¡±吗£¿
2019年03月22日 14:56¡¡来源£º科技日报

¡¡¡¡GPS系统4月6日将迎来新周期¡ª¡ª

¡¡¡¡全球定位系统¡°归零?#20445;?#33021;招来新的¡°千年虫¡±吗£¿

¡¡¡¡王祝华 本报记者 江东洲 刘 昊

¡¡¡¡4月6日过后£¬民众日常生活中经常使用的全球定位系统GPS将迎来新周期¡£近日在旧金山召开的RSA美国信息安全大会上£¬有专家预测£¬旧GPS系统将在4月6日发生类似计算机千年虫的错误£»更有安全专家表示£¬自己绝不会在当天搭乘飞机¡­¡­

¡¡¡¡GPS为什么会有¡°归零¡±的现象?#31354;?#20250;给我们带来什么影响£¿我国的北斗系统是否也存在此问题£¿科学家们怎么看£¬有什么解决方案£¿为此£¬科技日报记者采访了中国科学院有关专家¡£

¡¡¡¡¡°GPS周数翻转¡±是啥£¿

¡¡¡¡根据美国民用GPS服务接口委员会(CGSIC)近日发布的通知£¬GPS的整周计数值将于2019年4月6日24点由1023变为0£¬称作GPS周数翻转¡£这意味着GPS周计数将迎来新的周期¡£

¡¡¡¡为什么会出现这样的情况£¿¡°这个?#20040;ÓGPS系统的接口设计来解释这个现象¡£¡±长期从事北斗?#24049;?#31995;统相关建设工作的科学家£¬中科院空天信息研究院研究员¡¢博士生导师徐颖说£¬GPS系统作为一个全球性的?#24049;?#23450;位授时系统£¬在设计之初就建立了自己的一套时间系统£¬称作GPS时£¬而这个起点对应UTC时间(世界协调时间)的1980年1月6日0时¡£为了达到授时的目的£¬则GPS系统通过?#24049;?#20449;号不断向用户广播当前时刻所对应的GPS时£¬系统设计人员通过周计数(WN)和周内秒(TOW)来共同表示当前时刻距离GPS初始时刻的时间差£¬从而结合闰秒得到当前UTC时刻£¬完成授时¡£

¡¡¡¡中科院空天信息研究院工程师何智力说£¬因为多方面原因£¬GPS在设计之初£¬设计人员只用了10bit来表征WN£¬导致WN只能在0¡ª1023之间循环¡£当WN从1023变为0时£¬就会发生GPS周数翻转£¬出现迎接新一周的说法¡£1024周对应到年上大概就是19.7年£¬从GPS系统时的起始时刻算起£¬上一次出现GPS周数翻转是1999年8月21日£¬这次就正好是2019年4月6日£¬2038年11月20日将会出现下一次GPS周数翻转¡£

¡¡¡¡¡°打个比方£¬小朋友因为还没有学习超过100的数£¬他?#30475;?#25968;到100就又从0开始数£¬而按10进制的计数规则£¬100以后是101£¬200以后是201¡­¡­?#28304;?#31867;推£¬而小朋友?#30475;?#36935;到100都会回到0¡£这就类似于GPS周数翻转¡£¡±何智力说¡£

¡¡¡¡可能会带来什么影响£¿

¡¡¡¡¡°GPS接收机在没有做GPS周数翻转的预处理情况下£¬将导致接收机的输出时间返回到大约19年前¡£这对于依赖GPS授时的任何系统和应用都可能会造成影响¡£¡±何智力认为£¬在民航领域£¬授时基?#24452;?#26159;依靠卫星?#24049;?#31995;统来完成£¬所有自动化的设备都是以该时间来作为基准的¡£

¡¡¡¡因此£¬周数翻转可能引发空管雷达信号数据混乱£¬会引起数据中断¡¢目标航迹与计划不相关等问题¡£

¡¡¡¡同时气象设备之间的信息交换?#19981;?#22240;时间跳变而无法自动完成气象信息对齐£¬造成气象预报困难£¬从而可能影响飞行调度£¬带来不必要的损失¡£

¡¡¡¡此外£¬采用未做GPS周数翻转处理的接收机来授时?#19981;?#23545;一些自动化运作的基础设施领域产生影响£¬比如电力¡¢通信和金融领域所用的BITS系统¡£如果BITS系统只参考了GPS授时信号£¬则会造成BITS系统的时间跳变£¬可能就会造成系统瘫痪£¬影响大众使用¡£在金融领域£¬还可能造成无法完成结算£¬给用户带来经济损失¡£

¡¡¡¡如何消除隐?#36857;?/p>

¡¡¡¡何智力表示£¬为了应对GPS周数翻转问题£¬一方面£¬各个行业应该提前联系GPS接收机供应方£¬咨询是否存在因GPS周数翻转带来授时错误问题£¬如果存在£¬应要求GPS接收机供应方更新固件¡£另一方面£¬使用GPS来进行授时的用户£¬要做好预案和仿真测试£¬排除隐患¡£

¡¡¡¡如何检查接收机是否会受到GPS周数翻转影响£¿对于普通用户£¬可联系自己的GPS接收机供应方£¬询问是否存在这个隐?#36857;¬º问?#20250;出现£¬及时更新固件¡£对于专业用户£¬可以使用GPS信号模拟器来设置信号发播时刻£¬设置到2019年4月6日之后的?#25105;?#26102;刻£¬反复测试GPS接收机是否会受到周数翻转影响¡£

¡¡¡¡北斗系统也有bug£¿

¡¡¡¡作为与美国GPS齐名的全球四大卫星?#24049;?#31995;统之一£¬我国自主研发的北斗?#24049;?#31995;统已成为当代中国一张耀眼的¡°国家名片¡±¡£那么北斗?#24049;?#31995;统有没有类似的bug呢£¿

¡¡¡¡徐颖说£¬我国的北斗?#24049;?#31995;统也存在BD周数翻转问题£¬但是我国的北斗系统设计人员结合GPS周数翻转周期短和一般GNSS接收机使用寿命情况£¬在设计时£¬其周计数用13bit表示£¬翻转周期是8192周£¬大概是160年£¬从而有效规避了该问题¡£其实£¬对应卫星?#24049;?#31995;统周数翻转问题£¬是必然会出现的£¬只是翻转周期的长短问题£¬但是在用户接收机中可以设计合理的算法而规避这个问题£¬成为没有bug的万年历¡£

¡¡¡¡(科技日报海口3月21日电)

编辑£º孙?#38754;?/div>

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