自然资源部提醒要注意的“GPS周计数翻转”到底是什么？

昨日（3月25日）自然资源部官网发布了一则《关于免费提供“GPS周计数翻转”检测技术服务的公告》，表示将为国内的GPS接收机用户免费提供“GPS周计数翻转”检测技术服务，以下为公告全文：

不过，“GPS周计数翻转”到底什么？其又会带来怎样的不良影响？又有什么解决方案呢？近日记者采访了中国科学院有关专家，对以上问题进行了解答。

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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，意味着GPS周计数将迎来新的周期。

GPS周是GPS系统内部采用的时间系统，时间零点定义为1980年1月6日0点，每1024周为一循环周期，当GPS周达到1024周时，GPS周溢出便发生并重新开始计数，这可能导致GNSS设备测量结果出现错误、发生工作异常等问题。

据了解，第一个GPS周循环点为1999年8月22日0时，即从这一刻起，周数重新从0开始算起。而本次2019年4月6日则为第二个循环点。

长期从事北斗导航系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导航定位授时系统，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系统通过导航信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—1023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，他每次数到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……以此类推，而小朋友每次遇到100都会回到0。这就类似于GPS周数翻转。”何智力说。

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也会因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也会对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患，何时会出现，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日之后的任意时刻，反复测试GPS接收机是否会受到周数翻转影响。