GPS(全球定位系統(tǒng))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(tǒng)將在4月6日發(fā)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……那么GPS歸零到底是什么原因造成的，究竟有什么影響呢？

GPS歸零的原因

根據(jù)美國民用GPS服務接口委員會(CGSIC)近日發(fā)布的通知，GPS的整周計數(shù)值將于2019年4月6日24點由1023變?yōu)?，稱作GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)。這意味著GPS周計數(shù)將迎來新的周期。

為什么會出現(xiàn)這樣的情況?“這個得從GPS系統(tǒng)的接口設計來解釋這個現(xiàn)象。GPS系統(tǒng)作為一個全球性的導航定位授時系統(tǒng)，在設計之初就建立了自己的一套時間系統(tǒng)，稱作GPS時，而這個起點對應UTC時間(世界協(xié)調(diào)時間)的1980年1月6日0時。為了達到授時的目的，則GPS系統(tǒng)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(tǒng)設計人員通過周計數(shù)(WN)和周內(nèi)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(jié)合閏秒得到當前UTC時刻，完成授時。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(huán)。當WN從1023變?yōu)?時，就會發(fā)生GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)，出現(xiàn)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(tǒng)時的起始時刻算起，上一次出現(xiàn)GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)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(xiàn)下一次GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)。

打個比方，小朋友因為還沒有學習超過100的數(shù)，他每次數(shù)到100就又從0開始數(shù)，而按10進制的計數(shù)規(guī)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(shù)翻轉(zhuǎn)。

可能會帶來什么影響?

GPS接收機在沒有做GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)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(tǒng)和應用都可能會造成影響?！焙沃橇φJ為，在民航領域，授時基本都是依靠衛(wèi)星導航系統(tǒng)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(shù)翻轉(zhuǎn)可能引發(fā)空管雷達信號數(shù)據(jù)混亂，會引起數(shù)據(jù)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(diào)度，帶來不必要的損失。

此外，采用未做GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)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(chǎn)生影響，比如電力、通信和金融領域所用的BITS系統(tǒng)。如果BITS系統(tǒng)只參考了GPS授時信號，則會造成BITS系統(tǒng)的時間跳變，可能就會造成系統(tǒng)癱瘓，影響大眾使用。在金融領域，還可能造成無法完成結(jié)算，給用戶帶來經(jīng)濟損失。

如何消除隱患?

應對GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)問題，一方面，各個行業(yè)應該提前聯(lián)系GPS接收機供應方，咨詢是否存在因GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)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(shù)翻轉(zhuǎn)影響?對于普通用戶，可聯(lián)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(xiàn)，及時更新固件。對于專業(yè)用戶，可以使用GPS信號模擬器來設置信號發(fā)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(shù)翻轉(zhuǎn)影響。

北斗系統(tǒng)有沒有歸零現(xiàn)象發(fā)生呢？

我國的北斗系統(tǒng)，也存在BD周數(shù)翻轉(zhuǎn)問題，但在設計時，其周計數(shù)用13bit表示，翻轉(zhuǎn)周期是8192周，大概是160年，從而有效規(guī)避了該問題。但只要是衛(wèi)星導航系統(tǒng)都存在周數(shù)翻轉(zhuǎn)問題，只是周期時間長短不一樣。

目前國內(nèi)大多數(shù)智能手機都支持GPS、北斗和伽利略的衛(wèi)星組合定位，所以對于這次現(xiàn)象也不用過于擔心。畢竟只是一瞬間發(fā)生的事情。