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               GPS衛星定位系統冷知識:GPS周數翻轉事件


                 近日,美國民用GPS服務接口委員會在美國國土安全部網站發布了GPS周計數即將在2019年4月6日/7日迎來第二次翻轉事件的預警。

              GPS周數翻轉的原因

              2019年4月7日起,由于全球定位系統(GPS)的周數翻轉(GPS Week Number Rollover)事件,有些GPS接收機可能失靈。這是由于GPS用來處理導航信號的周元素(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時間信息中的周數進行編碼。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的結束時,接收機將周數復位為第0周,然后再次開始計數。GPS第一次周數清零時間為1999年8月22日,第二次清零為2019年4月6日/7日。

              在GPS導航電文中,系統時間由整周計數(WN)以及周內時(TOW)構成,當初也許是資源緊張或者考慮不夠長遠,在編排導航電文時只給整周計數安排了10bit(二進制數),所以GPS整周計數的表達上限為1023,當GPS的實際周數達到1024時,GPS整周計數將翻轉為0并重新開始計數,這可能導致部分GNSS設備工作異常,輸出時間錯誤等問題的發生。GPS周數從1980年1月6日協調時零點開始起算,每到GPS周內時計數從最大值跳回到零時(GPS周零時),GPS周數加1。當前時間GPS實際周數為2037(導航電文整周計數為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整周計數將從1023翻轉為0,上一次GPS整周計數翻轉時間發生在1999年8月22日GPS零時。

              GPS周

              GPS周(GPS Week)是GPS系統內部所采用的時間系統。

              時間零點定義的為:1980年1月5日夜晚與1980年1月6日凌晨之間0點。最大時間單位是周(一周:604800秒)。每1024周(即7168天)為一循環周期。第一個GPS周循環點為1999年8月22日0時0分0秒。即從這一刻起,周數重新從0開始算起。星期記數規則是:Sunday為0,Monday為1,以此類推,依次記作0~6,GPS周記數(GPS Week Number)為“GPS周 星期記數”。

              表示方法:從1980年1月6日0時開始起算的周數加上周內時間的秒數(從每周周六/周日之夜開始起算的秒數,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(GPS Week Number)為1268 6,第554715秒。

              現在,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周循環點1999年8月22日0時0分0秒。下個循環點在第一個循環點的20年后,即在2019年。就像千年蟲問題困擾那樣,第一個GPS循環點來臨時,未升級的GPS接收機都將1999年8月22日錯認為1980年1月6日。

              實際上全球各大衛星導航系統都有類似的周數翻轉情況。

              對船舶的影響

              如上所述,GPS周數翻轉可能導致部分GNSS設備工作異常,輸出時間錯誤等問題的發生。而至于船舶,GPS工作的異常有可能對一系列的整合GPS系統信息或需要GPS反饋的系統的正常工作產生影響。

              由于類似的翻轉并不是第一次出現,因此生產廠商已經就此問題做出了相應的升級以及應對措施。

              Furuno表示其已經對其產品使用的相關各方重復下發了相關通知,但是其也提醒安裝有其他系統的船舶應該提早采取行動聯系設備/系統生產商,避免類似問題的發生。

              與其他系統一起裝運的船只應該采取行動,通過聯系船上設備和系統的制造商來避免類似的問題。

              此外,Furuno列出了一份易受影響的設備名單:

              周數翻轉日期: 2019/03/17

              設備型號:

              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

              發生周數翻轉后,GPS接收機上上錯誤的日期信息可能會出現定位不穩定,定位誤差,以及GPS位置采集失敗等等問題。

              應對措施:

              由于“GPS周數反轉”問題的實質是接收時鐘上日期信息出現錯誤,因此不需要日期信息的設備將不受該問題的影響。

              如果,真的出現了定位性能不穩定的情況,你可以通過操作菜單冷啟動設備,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日期信息。(需注意的是,如果冷啟動仍不能修復,這個問題可能是由于設備故障造成的,而不是由于GPS周數翻轉造成的。如果是這樣的話,請咨詢離您最近的銷售代表。)另外,請注意,上述設備清單中包含一些型號,其已過維修服務提供期。

              此外,還需注意,GPS一般會與下列設備聯系:

              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備和系統。

              如果你覺得問題復雜,那么最好也最簡單的方式就是和生產商提早聯系了解情況,按照廠商的意見提早檢測、并制定應對方案。

               

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               中俄雙語城市客運GPS管理系統在內蒙古滿洲里投入使用

               第21顆改良型GPS衛星成功發射太空

               美國將推出強化型GPS衛星

               解析6月14日導航儀失靈的真相

               2010中國(上海)國際GPS導航產品技術展覽會

              。. 5月份GPS定位產品促銷活動

              。. GPS新型定位產品將在長三角地區重點推廣

              。. 四月份起客戶可申請免費試用GPS定位產品

              。. 新型GPS定位系統優勢突出產品發布

              。. 國外牛人打造最廉價 GPS 跟蹤器

              。. GPS行業十大國內、國際新聞出爐 十大GPS行業新聞評選揭曉

              。. 江西省道路運輸 GPS 安全監控系統管理辦法

              。. GIS/GPS物流解決方案 物流GPS應用方案

              。. 濟南發布道路運輸GPS安全監控系統管理使用通知

               10. 日本政府正醞釀將用GPS手機監控H1N1病毒

               11. 湖南岳陽引入GPS系統提升安全管理水平

               12. 西藏GPS車輛監控系統建設規范將出臺

               13. 蘇州GPS銷售服務中心 蘇州GPS市場策略

               14. GPS定位幫游客找回巨款

               15. 浙江GPS動態監控海上客船實現航行

               16. 蘇州GPS定位系統融入移動智能社區

               17. GPS定位系統將新增兩顆衛星

               18. 蘇州審計局強調:利用GPS監控系統監管公交運營

               19. 浙江普陀運管為出租車做GPS調度服務

               21. 無錫GPS全球定位系統協助放樣規劃

               22. 上海GPS定位監控世博公交車

               23. 幼兒園校車安裝GPS監控系統強化安全管理

               24. 無錫GPS出租車定位三合一 強化信息化程度

               25. GPS系統新衛星有望年內進入軌道運行

               26. 工業級GPS模塊概述 企業GPS

               27. 蘇州市召開企業GPS車輛監控系統安裝使用暨安全管理工作會議

               28. 蘇州正式運行GPS智能公交系統

               28. 蘇州正式運行GPS智能公交系統

               29. 第三屆GPS運營大會隆重開幕

               30. GPS車輛定位管理系統助物流管理科技化信息化

               31. 江蘇人保GPS移動調度定損項目通過驗收

               32. 蘇州吳江出租車GPS報警引爭議

               33. 徐州GPS定位監控移動危險源

               34. 蘇州吳江打造GPS監控平臺建立現代交通

               

               

               
               
                 
               

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