GPS将“归零”会招来新“千年虫”吗等信息二则

GPS周数翻转

GPS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，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。

因为多方原因，GPS在设计之初，设计人员只用了10bit来表征WN，导致WN只能在0～1 023之间循环。当WN从1 023变为0时，就会发生GPS周数翻转。打个比方，小朋友因为还没有学习超过100的数，每次数到100就又从0开始数，这就类似于GPS周数翻转。1 024周对应到年上大概是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，下一次将会出现在2038年11月20日。

可能会带来什么影响

GPS接收机在没有做GPS周数翻转预处理的情况下，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，都可能造成影响。例如，在民航领域，授时基本都是依靠卫星导航系统来完成，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。

另外，采用未做GPS周數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，例如，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，可能造成系统瘫痪，影响大众使用。在金融领域，还可能导致无法完成结算，给用户带来经济损失。

北斗系统是否有bug

我国北斗系统的设计人员结合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8 192周，大概是160年，从而有效规避了该问题。

其实，对应卫星导航系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。在用户接收机中可以设计合理的算法规避这个问题，成为没有bug的万年历。

摘自2019年《科技日报》