4月6日過后,，民眾日常生活中經(jīng)常使用的全球定位系統(tǒng)GPS將迎來新周期。近日在舊金山召開的RSA美國信息安全大會上,，有專家預(yù)測,，舊GPS系統(tǒng)將在4月6日發(fā)生類似計(jì)算機(jī)千年蟲的錯誤；更有安全專家表示,，自己絕不會在當(dāng)天搭乘飛機(jī)……

GPS為什么會有“歸零”的現(xiàn)象,？這會給我們帶來什么影響,？我國的北斗系統(tǒng)是否也存在此問題？科學(xué)家們怎么看,，有什么解決方案,？為此，科技日報(bào)記者采訪了中國科學(xué)院有關(guān)專家,。

“GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)”是啥,？

根據(jù)美國民用GPS服務(wù)接口委員會（CGSIC）近日發(fā)布的通知，GPS的整周計(jì)數(shù)值將于2019年4月6日24點(diǎn)由1023變?yōu)?,，稱作GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn),。這意味著GPS周計(jì)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(shè)計(jì)來解釋這個現(xiàn)象,。”長期從事北斗導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)建設(shè)工作的科學(xué)家,，中科院空天信息研究院研究員,、博士生導(dǎo)師徐穎說，GPS系統(tǒng)作為一個全球性的導(dǎo)航定位授時(shí)系統(tǒng),，在設(shè)計(jì)之初就建立了自己的一套時(shí)間系統(tǒng),，稱作GPS時(shí)，而這個起點(diǎn)對應(yīng)UTC時(shí)間（世界協(xié)調(diào)時(shí)間）的1980年1月6日0時(shí),。為了達(dá)到授時(shí)的目的，則GPS系統(tǒng)通過導(dǎo)航信號不斷向用戶廣播當(dāng)前時(shí)刻所對應(yīng)的GPS時(shí),，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員通過周計(jì)數(shù)（WN）和周內(nèi)秒（TOW）來共同表示當(dāng)前時(shí)刻距離GPS初始時(shí)刻的時(shí)間差,，從而結(jié)合閏秒得到當(dāng)前UTC時(shí)刻，完成授時(shí),。

中科院空天信息研究院工程師何智力說,，因?yàn)槎喾矫嬖颍珿PS在設(shè)計(jì)之初,，設(shè)計(jì)人員只用了10bit來表征WN,，導(dǎo)致WN只能在0—1023之間循環(huán)。當(dāng)WN從1023變?yōu)?時(shí),，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(yīng)到年上大概就是19．7年,，從GPS系統(tǒng)時(shí)的起始時(shí)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?yàn)檫€沒有學(xué)習(xí)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(jìn)制的計(jì)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)?！焙沃橇φf,。

可能會帶來什么影響？

“GPS接收機(jī)在沒有做GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)的預(yù)處理情況下,，將導(dǎo)致接收機(jī)的輸出時(shí)間返回到大約19年前,。這對于依賴GPS授時(shí)的任何系統(tǒng)和應(yīng)用都可能會造成影響?！焙沃橇φJ(rèn)為,，在民航領(lǐng)域，授時(shí)基本都是依靠衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來完成,，所有自動化的設(shè)備都是以該時(shí)間來作為基準(zhǔn)的,。

因此，周數(shù)翻轉(zhuǎn)可能引發(fā)空管雷達(dá)信號數(shù)據(jù)混亂,，會引起數(shù)據(jù)中斷,、目標(biāo)航跡與計(jì)劃不相關(guān)等問題。

同時(shí)氣象設(shè)備之間的信息交換也會因時(shí)間跳變而無法自動完成氣象信息對齊,，造成氣象預(yù)報(bào)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(jī)來授時(shí)也會對一些自動化運(yùn)作的基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域產(chǎn)生影響，比如電力,、通信和金融領(lǐng)域所用的BITS系統(tǒng),。如果BITS系統(tǒng)只參考了GPS授時(shí)信號，則會造成BITS系統(tǒng)的時(shí)間跳變,，可能就會造成系統(tǒng)癱瘓,，影響大眾使用。在金融領(lǐng)域,，還可能造成無法完成結(jié)算,，給用戶帶來經(jīng)濟(jì)損失。

如何消除隱患,？

何智力表示,，為了應(yīng)對GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)問題,，一方面，各個行業(yè)應(yīng)該提前聯(lián)系GPS接收機(jī)供應(yīng)方,，咨詢是否存在因GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)帶來授時(shí)錯誤問題,，如果存在，應(yīng)要求GPS接收機(jī)供應(yīng)方更新固件,。另一方面,，使用GPS來進(jìn)行授時(shí)的用戶，要做好預(yù)案和仿真測試,，排除隱患,。

如何檢查接收機(jī)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(jī)供應(yīng)方,，詢問是否存在這個隱患，何時(shí)會出現(xiàn),，及時(shí)更新固件,。對于專業(yè)用戶，可以使用GPS信號模擬器來設(shè)置信號發(fā)播時(shí)刻,，設(shè)置到2019年4月6日之后的任意時(shí)刻,，反復(fù)測試GPS接收機(jī)是否會受到周數(shù)翻轉(zhuǎn)影響。

北斗系統(tǒng)也有bug,？

作為與美國GPS齊名的全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一,，我國自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)已成為當(dāng)代中國一張耀眼的“國家名片”。那么北斗導(dǎo)航系統(tǒng)有沒有類似的bug呢,？

徐穎說,，我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)也存在BD周數(shù)翻轉(zhuǎn)問題，但是我國的北斗系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員結(jié)合GPS周數(shù)翻轉(zhuǎn)周期短和一般GNSS接收機(jī)使用壽命情況,，在設(shè)計(jì)時(shí)，其周計(jì)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,。其實(shí),，對應(yīng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)周數(shù)翻轉(zhuǎn)問題，是必然會出現(xiàn)的,，只是翻轉(zhuǎn)周期的長短問題,，但是在用戶接收機(jī)中可以設(shè)計(jì)合理的算法而規(guī)避這個問題，成為沒有bug的萬年歷,。

記者 江東洲 劉 昊