GPS“清零”，北斗能否替代，4月6日過后，民眾日常生活中經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……GPS出問題，其他的導航系統(tǒng)是否能夠替代，這是民眾自然而然展開的話題，業(yè)內人士認為，GPS授時方面的問題，還是由相關措施來解決，如固件升級、提前演練設置應對方案等，但從中長期來看，具有后發(fā)優(yōu)勢的國產北斗導航系統(tǒng)對GPS的替代將會成趨勢，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，科學家們怎么看，有什么解決方案，為此。
“GPS周數(shù)翻轉”是啥，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，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，”長期從事北斗導航系統(tǒng)相關建設工作的科學家，中科院空天信息研究院研究員、博士生導師徐穎說，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。
從而結合閏秒得到當前UTC時刻，完成授時，中科院空天信息研究院工程師何智力說，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，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，“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。
這就類似于GPS周數(shù)翻轉，”何智力說，可能會帶來什么影響，“GPS接收機在沒有做GPS周數(shù)翻轉的預處理情況下，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，”何智力認為，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度，帶來不必要的損失，此外，采用未做GPS周數(shù)翻轉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生影響。
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算，給用戶帶來經濟損失，如何消除隱患，何智力表示，為了應對GPS周數(shù)翻轉問題，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。
反復測試GPS接收機是否會受到周數(shù)翻轉影響，北斗系統(tǒng)也有bug，上一次出現(xiàn)GPS周數(shù)翻轉是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，GPS周數(shù)翻轉大概就是19.7年，作為與美國GPS齊名的全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一，我國自主研發(fā)的北斗導航系統(tǒng)已成為當代中國一張耀眼的“國家名片”，那么北斗導航系統(tǒng)有沒有類似的bug呢，徐穎說，我國的北斗導航系統(tǒng)也存在BD周數(shù)翻轉問題，但是我國的北斗系統(tǒng)設計人員結合GPS周數(shù)翻轉周期短和一般GNSS接收機使用壽命情況，在設計時，其周計數(shù)用13bit表示，翻轉周期是8192周，大概是160年，從而有效規(guī)避了該問題，其實。
是必然會出現(xiàn)的，只是翻轉周期的長短問題，但是在用戶接收機中可以設計合理的算法而規(guī)避這個問題，成為沒有bug的萬年歷，北斗的建設正在加速，目前，中國北斗導航系統(tǒng)處在全球組網階段，2018年12月，中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其宣布：北斗三號基本系統(tǒng)完成建設，開始提供全球服務，2019年，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將繼續(xù)高密度全球組網，計劃發(fā)射8—10顆北斗導航衛(wèi)星，完成所有MEO（中圓軌道）衛(wèi)星發(fā)射，進一步完善全球系統(tǒng)星座布局，全面提升系統(tǒng)服務性能和用戶體驗，業(yè)界認為，北斗企業(yè)的市場空間正逐漸打開，國內市場培育起來的產業(yè)鏈中游設備終端企業(yè)已具備國際市場競爭能力。
2017年我國GNSS產業(yè)市場份額占世界11%，低于美國，歐洲和日本，據(jù)中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會預測，到2020年，中國將建成服務全球的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，屆時用戶規(guī)模將達到世界第一，年產值將超過4000億元，導航定位終端社會總持有量超過10億臺，GPS授時清零的問題雖然能夠提前防范化解，但問題的出現(xiàn)表明，誕生于上世紀50年代的系統(tǒng)，已不具備技術優(yōu)勢，北斗導航的替代應用將是趨勢，產業(yè)鏈受益北斗的逐步替代應用將推動產業(yè)鏈發(fā)展，包括產業(yè)鏈上游的衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射以及旨在提高定位精度的地基增強和星基增強系統(tǒng)，中游主要包括基礎部件及北斗終端，而其中基礎部件作為“北斗自主可控”最關鍵的部分，主要由基帶芯片、射頻芯片、板卡、天線等構成。如應用于車聯(lián)網等領域并最終將成就千億級的市場北斗系統(tǒng)整體沿著“總體部署-軍警推廣及行業(yè)應用—大眾落地”的模式發(fā)展并將走向“標配化”德寶官網：www.www.jujiemuju88.cn