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全球定位系統歸零
GPS（全球定位系統）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”實際上是“GPS周數翻轉”的通俗說法，美國民用GPS服務接口委員會（CGSIC）近日發布通知，GPS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。
該現象的出現與當時GPS系統的接口設計有關，據悉，GPS系統作為全球性的導航定位授時系統，在設計之初就建立了一套時間系統，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。
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。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周對應到年時間大概是19.7年，從GPS系統時起始時刻算起，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。
可能帶來的影響
GPS接收機在沒有做GPS周數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授時的任何系統和應用都可能會造成影響。據悉，在民航領域，授時基本都是依靠衛星導航系統來完成，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。
此外，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，比如電力、通信和金融領域所用的BITS系統。若BITS系統只參考GPS授時信號，可能造成系統癱瘓等。
解決方案
為避免影響，各行業應該提前聯系GPS接收機供應方，咨詢是否存在因GPS周數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，也存在BD周數翻轉問題，但在設計時，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。但只要是衛星導航系統都存在周數翻轉問題，只是周期時間長短不一樣。
一、4月6日全球定位系統歸零 專家：警惕航班“時間錯亂”
全球定位系統歸零。今年4月6日，全球定位系統GPS將會迎來“周數翻轉”，通俗點說就是“歸零”。有專家預測，舊GPS系統會在當天出現千年蟲之類的bug……
全球定位系統
設立之初，GPS就內置了一套時間系統，稱作“GPS時”，通過一套計算規則，和UTC時間(世界協調時間)對應。因多方面原因，GPS在設計之初，設計人員只用了10bit來表征GPS時的周數(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周對應到年時間大概是19.7年，上一次GPS“歸零”是1999年8月21日，下一次是2038年11月20日。
GPS“歸零”可能帶來許多問題，如果接收機沒有做預處理，可能會在“歸零”時直接回到19年前，包括雷達設備、氣象設備可能都會因為“時間錯亂”而出錯。因此，有安全專家表示，自己絕不會在當天搭乘飛機……
二、全球定位系統將“歸零”，中國北斗系統有效規避了該問題
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為什么會有“歸零”的現象？這會給我們帶來什么影響？我國的北斗系統是否也存在此問題？科學家們怎么看，有什么解決方案？為此，科技日報記者采訪了中國科學院有關專家。
“GPS周數翻轉”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。
“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。”何智力說。
可能會帶來什么影響？
“GPS接收機在沒有做GPS周數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授時的任何系統和應用都可能會造成影響。”何智力認為，在民航領域，授時基本都是依靠衛星導航系統來完成，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。
此外，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，比如電力、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，可能就會造成系統癱瘓，影響大眾使用。在金融領域，還可能造成無法完成結算，給用戶帶來經濟損失。
如何消除隱患？
何智力表示，為了應對GPS周數翻轉問題，一方面，各個行業應該提前聯系GPS接收機供應方，咨詢是否存在因GPS周數翻轉帶來授時錯誤問題，如果存在，應要求GPS接收機供應方更新固件。另一方面，使用GPS來進行授時的用戶，要做好預案和仿真測試，排除隱患。
如何檢查接收機是否會受到GPS周數翻轉影響？對于普通用戶，可聯系自己的GPS接收機供應方，詢問是否存在這個隱患，何時會出現，及時更新固件。對于專業用戶，可以使用GPS信號模擬器來設置信號發播時刻，設置到2019年4月6日之后的任意時刻，反復測試GPS接收機是否會受到周數翻轉影響。
北斗系統也有bug？
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已成為當代中國一張耀眼的“國家名片”。那么北斗導航系統有沒有類似的bug呢？
徐穎說，我國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。
三、我國兩顆天眼正式上崗 全球定位系統GPS“歸零”
據央視新聞客戶端報道 國防科工局、國家航天局宣布，我國高分辨率對地觀測系統的高分五號和六號兩顆衛星正式投入使用。這標志著我國我國高分辨率對地觀測系統已形成高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率的天基對地觀測能力。
高分五號、六號衛星分別于2018年5月9日和6月2日成功發射。
高分五號衛星
高分五號是國內光譜分辨率最高的衛星，也是國際上首次實現對大氣和陸地進行綜合觀測的全譜段高光譜衛星，可實現多種觀測數據融合應用，為我國環境監測、資源勘查、防災減災等行業提供高質量、高可靠的高光譜數據。
高分五號可監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，高分五號衛星首次實現了對污染氣體的高光譜遙感監測，對臭氧也具備全球單日覆蓋監測能力。
例如，高分五號成功繪制了全球臭氧總量分布和2018年南極臭氧洞圖像。
高分六號衛星
高分六號衛星是高分專項天基系統中兼顧普查與詳查能力、具有高度機動靈活性的高分辨率光學衛星。該星與高分一號衛星組網實現了對我國陸地區域2天的重訪觀測，極大提高了遙感數據的獲取規模和時效，有效彌補國內外已有中高空間分辨率多光譜衛星資源的不足，提升國產遙感衛星數據的自給率和應用范圍。
高分六號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星。相對與其他國產衛星，高分六號衛星可以說是真正意義上的“中國農業一號衛星”。
利用高分六號衛星寬幅相機新增波段，改進了作物識別、農田洪澇災害監測、土地沙化調查、積雪覆蓋監測等技術方法和模型，這些技術和數據已成果應用在在2018年的玉米大豆面積監測、2018年安徽洪澇災害作物損失評價、部分地區果園和設施農業分布調查、2019年冬小麥和大蒜等作物面積監測、農村人居環境監測等工作中。
高分辨率對地觀測系統重大專項是《國家中長期科學與技術發展規劃綱要（2006-2020年）》確定的十六個重大科技專項之一， 2010年批準啟動實施以來，已成功發射高分一號至高分六號等六顆衛星，數據源不斷豐富。
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數據型譜基本形成，與其他民用衛星遙感數據相配合，為高分遙感應用奠定了堅實基礎。高分專項衛星數據已廣泛應用于20個行業、30個省域，在國土、環保、農業、林業、測繪等領域應用中取得了重要成果。
高分專項已設立了30個省級高分數據與應用中心，取得了一大批的應用成果，為促進區域經濟發展、提升地方政府現代化治理能力等提供了服務支撐。
全球定位系統“歸零”
GPS（全球定位系統）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”實際上是“GPS周數翻轉”的通俗說法，美國民用GPS服務接口委員會（CGSIC）近日發布通知，GPS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。
該現象的出現與當時GPS系統的接口設計有關，據悉，GPS系統作為全球性的導航定位授時系統，在設計之初就建立了一套時間系統，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。
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。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周對應到年時間大概是19.7年，從GPS系統時起始時刻算起，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。
可能帶來的影響
GPS接收機在沒有做GPS周數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授時的任何系統和應用都可能會造成影響。據悉，在民航領域，授時基本都是依靠衛星導航系統來完成，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。
此外，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，比如電力、通信和金融領域所用的BITS系統。若BITS系統只參考GPS授時信號，可能造成系統癱瘓等。
解決方案
為避免影響，各行業應該提前聯系GPS接收機供應方，咨詢是否存在因GPS周數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，也存在BD周數翻轉問題，但在設計時，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。但只要是衛星導航系統都存在周數翻轉問題，只是周期時間長短不一樣。
四、全球定位系統歸零_這會影響我們的生活嗎？還能搭乘飛機嗎？
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……
可能會帶來什么影響?
“GPS接收機在沒有做GPS周數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授時的任何系統和應用都可能會造成影響。”何智力認為，在民航領域，授時基本都是依靠衛星導航系統來完成，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。
此外，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，比如電力、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，可能就會造成系統癱瘓，影響大眾使用。在金融領域，還可能造成無法完成結算，給用戶帶來經濟損失。
如何消除隱患?
何智力表示，為了應對GPS周數翻轉問題，一方面，各個行業應該提前聯系GPS接收機供應方，咨詢是否存在因GPS周數翻轉帶來授時錯誤問題，如果存在，應要求GPS接收機供應方更新固件。另一方面，使用GPS來進行授時的用戶，要做好預案和仿真測試，排除隱患。
如何檢查接收機是否會受到GPS周數翻轉影響?對于普通用戶，可聯系自己的GPS接收機供應方，詢問是否存在這個隱患，何時會出現，及時更新固件。對于專業用戶，可以使用GPS信號模擬器來設置信號發播時刻，設置到2019年4月6日之后的任意時刻，反復測試GPS接收機是否會受到周數翻轉影響。
