GPS即将重置,但基本无需担心使用受影响

  • A+
所属分类:行业动态

GPS,可以说是我们日常生活中不可或缺的功能,它能够帮助我们完成“在哪儿”这一课题。不过你是否知道,GPS系统将会在下月迎来一次“重置”。

美国民用GPS服务接口委员会(CGSIC)近日发布通知称,GPS的整周计数值将于2019年4月6日24点由1023变为0。这就意味着,4月6日24点GPS将会“归零”,其本质上是对GPS系统服务一次较为重要但常规的例行预警。

在上个世纪冷战顶峰时期,出于为美国军队提供实时、全天候,和全球性的导航服务,美国国防部开发了这套耗资300亿美元、由24颗卫星组成的全球定位系统,其现在能够覆盖全球98%的国家和地区。在开放民用之后,GPS可以说是目前全世界应用最为广泛的技术之一,并且也渗透到我们生活的方方面面,比如让智能手机能够叫外卖、打车、LBS游戏、导航,让无人机能够顺利起飞降落。

GPS即将重置,但基本无需担心使用受影响

GPS除了能够起到明确“在哪儿”的定位作用,还有一个让大家知道“几点了”的授时功能。众所周知,时间是无形无质的,为了让手机、电脑显示的时间准确,就需要进行“授时”,这就是指利用无线电波发播标准时间信号的工作。

根据相关专家的说法,周数翻转可能引发空管雷达信号数据混乱,引起数据中断、目标航迹与计划不相关等问题。但是对于吃瓜群众来说,GPS周数翻转最为显著影响其实是在时间的定义上。不同于常见的格林尼治时间或者世界时,GPS系统作为一个全球性的导航定位授时系统,使用的时间体系是单独的。美国在1978年设计这套系统时,就建立了一套时间系统,称作“GPS时”,而这个起点对应世界时的1980年1月6日0时。

为了保证系统的稳定运行,GPS卫星系统发送的时间信息包含一个“星期数”(Week Number,WN),这个由一个10位的二进制数组成。由于上世纪技术条件所限,早期的GPS采用10bits来存储WN,所以当计数达到1024时会翻转为0,每隔1024个星期也即19年左右就会走完一遍,跳回0,这个过程叫做“星期数翻转”(WN Rollover),每次翻转就开启了一个新的GPS历元(GPS Epoch)。

上一次翻转发生在1999年8月21日,1024周之后就是今年4月6日。之所以上一次GPS周数翻转没有引起大家的关注,远不如千禧之际出现的“千年虫”有名,是因为直到2000年GPS才因为取消了SA政策,使得精度大幅度提升,开始广泛应用在民用领域,一个当时大众基本上用不到的事物,不被讨论自然是理所应当的。

言归正传,GPS周数翻转如果出现问题,通常最有可能感知到的就是各种电子设备的时间突然穿越了。民用GPS终端设备由于需要用一套算法把包含了星期数的GPS时间转换成世界时(不是格林尼治标准时),因此如果算法写的不严谨,就可能在翻转之后给出错误的日期,比如说你的电子钟和PC时间突然变成了1980年1月6日,或者1999年9月21日。

当然,对于目前使用范围最广、用户规模最大的智能手机而言,GPS周数翻转基本上是不会出现波澜的。这是因为手机厂商出于节省设计成本的目的,一般都会在负责接收GNSS信号的接收器固件中,直接写入1024周的最大值,这一数字远远大于手机的使用寿命。而且更加关键的一点是,最近两年的主流智能手机都支持北斗导航,即便GPS用不了,北斗也能进行代替。

至于说乘坐飞机是否会有危险,答案是基本上不会。因为飞机本身有多种导航途径,除了GPS,卫星导航系统还有北斗,俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略等,而且由于卫星导航相比于路基航来说虽然精度较高,但是由于无法提供相对方位等信息,使得其可靠性并不算高。因此大型飞机都有惯导系统,可根据初始经纬度和运动状态来计算当前的方位,再加上各种各样的路基导航和磁罗盘的辅助,使得出问题的概率也大幅降低。

一句话结论,如果你不是相关行业的从业者,此次的GPS周数翻转基本上没啥太大的关系。而至于电子产品和飞机,自然依旧也是该坐就坐,该用就用。