近日，美國民用GPS服務(wù)接口委員會在美國國土安全部網(wǎng)站發(fā)布了GPS周計數(shù)即將在2019年4月6日/7日迎來第二次翻轉(zhuǎn)事件的預(yù)警。
GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)的原因
2019年4月7日起，由于全球定位系統(tǒng)（GPS）的周數(shù)翻轉(zhuǎn)（GPS Week Number Rollover）事件，有些GPS接收機(jī)可能失靈。這是由于GPS用來處理導(dǎo)航信號的周元素（Week Element）的方式引起的一個已知問題。GPS采用10比特定義域來對每個GPS時間信息中的周數(shù)進(jìn)行編碼。這意味著，最多可以處理1024個周。這個期間被稱為一個Epoch。在每個Epoch的結(jié)束時，接收機(jī)將周數(shù)復(fù)位為第0周，然后再次開始計數(shù)。GPS第一次周數(shù)清零時間為1999年8月22日，第二次清零為2019年4月6日/7日。
在GPS導(dǎo)航電文中，系統(tǒng)時間由整周計數(shù)（WN）以及周內(nèi)時（TOW）構(gòu)成，當(dāng)初也許是資源緊張或者考慮不夠長遠(yuǎn)，在編排導(dǎo)航電文時只給整周計數(shù)安排了10bit（二進(jìn)制數(shù)），所以GPS整周計數(shù)的表達(dá)上限為1023，當(dāng)GPS的實(shí)際周數(shù)達(dá)到1024時，GPS整周計數(shù)將翻轉(zhuǎn)為0并重新開始計數(shù)，這可能導(dǎo)致部分GNSS設(shè)備工作異常，輸出時間錯誤等問題的發(fā)生。GPS周數(shù)從1980年1月6日協(xié)調(diào)時零點(diǎn)開始起算，每到GPS周內(nèi)時計數(shù)從最大值跳回到零時（GPS周零時），GPS周數(shù)加1。當(dāng)前時間GPS實(shí)際周數(shù)為2037（導(dǎo)航電文整周計數(shù)為1013），距離2048周（2019年4月7日GPS零時）還有不到兩個多月時間，GPS整周計數(shù)將從1023翻轉(zhuǎn)為0，上一次GPS整周計數(shù)翻轉(zhuǎn)時間發(fā)生在1999年8月22日GPS零時。
GPS周
GPS周（GPS Week）是GPS系統(tǒng)內(nèi)部所采用的時間系統(tǒng)。
時間零點(diǎn)定義的為：1980年1月5日夜晚與1980年1月6日凌晨之間0點(diǎn)。最大時間單位是周（一周：604800秒）。每1024周（即7168天）為一循環(huán)周期。第一個GPS周循環(huán)點(diǎn)為1999年8月22日0時0分0秒。即從這一刻起，周數(shù)重新從0開始算起。星期記數(shù)規(guī)則是：Sunday為0，Monday為1，以此類推，依次記作0~6，GPS周記數(shù)（GPS Week Number）為“GPS周 星期記數(shù)”。
表示方法：從1980年1月6日0時開始起算的周數(shù)加上周內(nèi)時間的秒數(shù)（從每周周六/周日之夜開始起算的秒數(shù)，例如：1980年1月6日0時0分0秒的GPS周：第0周，第0秒。2004年5月1日10時5分15秒的GPS周：第1268周，第554715秒，GPS周記數(shù)（GPS Week Number）為1268 6，第554715秒。
現(xiàn)在，此處http://www.navcen.uscg.gov/gps/almanacs.htm下載的星歷文件的GPS周時的計時開始時間都為第一個GPS周循環(huán)點(diǎn)1999年8月22日0時0分0秒。下個循環(huán)點(diǎn)在第一個循環(huán)點(diǎn)的20年后，即在2019年。就像千年蟲問題困擾那樣，第一個GPS循環(huán)點(diǎn)來臨時，未升級的GPS接收機(jī)都將1999年8月22日錯認(rèn)為1980年1月6日。
實(shí)際上全球各大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都有類似的周數(shù)翻轉(zhuǎn)情況。
對船舶的影響
如上所述，GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)可能導(dǎo)致部分GNSS設(shè)備工作異常，輸出時間錯誤等問題的發(fā)生。而至于船舶，GPS工作的異常有可能對一系列的整合GPS系統(tǒng)信息或需要GPS反饋的系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生影響。
由于類似的翻轉(zhuǎn)并不是第一次出現(xiàn)，因此生產(chǎn)廠商已經(jīng)就此問題做出了相應(yīng)的升級以及應(yīng)對措施。
Furuno表示其已經(jīng)對其產(chǎn)品使用的相關(guān)各方重復(fù)下發(fā)了相關(guān)通知，但是其也提醒安裝有其他系統(tǒng)的船舶應(yīng)該提早采取行動聯(lián)系設(shè)備/系統(tǒng)生產(chǎn)商，避免類似問題的發(fā)生。
與其他系統(tǒng)一起裝運(yùn)的船只應(yīng)該采取行動，通過聯(lián)系船上設(shè)備和系統(tǒng)的制造商來避免類似的問題。
此外，F(xiàn)uruno列出了一份易受影響的設(shè)備名單：
周數(shù)翻轉(zhuǎn)日期: 2019/03/17
設(shè)備型號：
Current Indicator CI-1000
Inmarsat-C mobile earth station FELCOM12 / FELCOM12-ALC
Radar plotter sounder RS-1000A / RS-1000C / FRS-1000A / FRS-1000B / FRS-1000C
Colour video plotter GD-280 / GD-380 / GD-680
GPS plotter GP-1600 / GP-1810 / GP-1610C / GP-1650 / GP-1850 / GP-280 / GP-3210 / GP-380 / GP-680
GPS/plotter/sounder GP-1600F / GP-1650F / GP-1810F / GP-1850F
DGPS plotter GP-1650D / GP-1850D
DGPS plotter/sounder GP-1650DF / GP-1850DF
GPS receiver GP-310B (serial no. 3452-4870 to 5686)
GPS navigator GP-31
DGPS navigator GP-36
發(fā)生周數(shù)翻轉(zhuǎn)后，GPS接收機(jī)上上錯誤的日期信息可能會出現(xiàn)定位不穩(wěn)定，定位誤差，以及GPS位置采集失敗等等問題。
應(yīng)對措施：
由于“GPS周數(shù)反轉(zhuǎn)”問題的實(shí)質(zhì)是接收時鐘上日期信息出現(xiàn)錯誤，因此不需要日期信息的設(shè)備將不受該問題的影響。
如果，真的出現(xiàn)了定位性能不穩(wěn)定的情況，你可以通過操作菜單冷啟動設(shè)備，解決定位完整性問題。但是請注意，即使您重新獲得GPS位置采集，僅靠冷啟動也無法恢復(fù)日期信息。（需注意的是，如果冷啟動仍不能修復(fù)，這個問題可能是由于設(shè)備故障造成的，而不是由于GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)造成的。如果是這樣的話，請咨詢離您最近的銷售代表。）另外，請注意，上述設(shè)備清單中包含一些型號，其已過維修服務(wù)提供期。
此外，還需注意，GPS一般會與下列設(shè)備聯(lián)系：
GMDSS radio installation,包括 internal GNSS receiver of Inmarsat-C terminal
Ship Security Alert System (SSAS)
Vessel Monitoring System (VMS)
Equipment that displays route information such as ECDIS
Voyage Data Recorder (VDR)
Automatic Identification System (AIS)
以及其他利用GPS接收時鐘的日期信息的其他設(shè)備和系統(tǒng)。
如果你覺得問題復(fù)雜，那么最好也最簡單的方式就是和生產(chǎn)商提早聯(lián)系了解情況，按照廠商的意見提早檢測、并制定應(yīng)對方案。
