GPS信号周期性异常将至，国内定位厂商广受影响

泰伯网 刘小贤 | 报道

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在美国全球卫星定位系统（GPS）即将迎来第三代建设时，其在2个月后将迎来历史上第二次周期性变化，这一变化将导致部分使用GPS信号的定位、导航设备工作异常。

根据美国民用GPS服务接口委员会公布的信息，这一周期性变化将于4月6日发生。由于GPS系统记录周数上限，导致其在记录周数时每隔1024周会自动归零，这种变化被称之为“周数翻转”。GPS上次发生周数翻转是在1999年8月22日。

据泰伯网了解，我国定位厂商会广受此事件影响，但由于提前做了预防工作，所以事实上设备并不会因此出现故障。

周数翻转波及的范围相当之广。中国长城工业集团卫星导航事业部业务总监李克非告诉泰伯网，该变化将波及全部使用GPS信号的卫星导航设备。但因近年生产的导航设备在设计时通常会考虑该因素，因此产生定位故障的设备占比应该不高。

对设计时未考虑该因素的设备，则会产生定位偏差。例如对一些设备而言，周数翻转时设备会认为当前时间回到了1999年8月22日，进而基于时间计算出的位置信息也会产生错误。

这样的原理让人联想到计算机行业的“千年虫事件”。受“GPS千年虫”影响，合众思壮高精度产品经理张小林介绍，除了人们所熟知的一些GPS终端设备外，安装只接受GPS信号的板卡、芯片的设备也都会不同程度地面临挑战。

但不同定位设备受到威胁的程度并不一致。北斗时空产业园发展联盟秘书长景贵飞告诉泰伯网，相比于低精度定位，高精度定位设备会受到更大影响。

相比于可以单机定位的低精度产品，高精度定位多数需要利用两个基站数据进行运算，基站时间不同步会对高精度定位产品造成更大威胁。

同时，对于既能接受GPS信号也能接受其他导航系统（例如北斗）信号的设备而言，产生故障可能性较低。相比之下，只接受GPS一种信号的单定位设备更加危险。

通常，一些对安全性较高的行业才会选择高精度定位产品。例如自动驾驶汽车，需要利用高精度定位技术实现车道级（10cm内）精度。定位的误差可以直接导致交通事故。

对于精度要求很高的测绘行业亦是如此。一些利用GPS定位实现的测绘技术，可以被用来监控水坝的微小变化。而一旦发生定位错误，则会对大坝安全造成威胁。

但无论是无人驾驶汽车制造厂还是测绘单位都无需太过紧张。景贵飞说，通常这些定位设备的制造商会帮助客户规避风险，并帮助用户解决问题。解决问题的方法主要通过固件升级实现，与电脑维修的“重装系统”类似。

定位导航硬件制造商华测导航董事长赵延平介绍，如果设备使用单GPS定位，可以使用二频点的电文时间解决问题。也可以通过其他系统获取时间（如网络）来解决。

泰伯网了解到，国内制造商近年来在设计时通常考虑该因素，故需要固件升级的情况不多。

但此次变化由于波及面甚广，因此引起了来自客户的广泛担心。包括司南导航、千寻位置、合众思壮等定位厂商正在发布声明，称其产品不会受到此次变动的影响，同时提醒其客户注意检查其使用产品的生产来源。

对于一些国外品牌的部分老机型仍在服役，它们将受此次变化影响，需对其产品进行固件升级。例如天宝（Trimble）就提醒客户：

为准备周数翻转，建议使用Trimble Installation Manager为当前产品安装最新接收机固件版本，或使用Trimble WinFlash为旧产品安装最新接收机固件版本。天宝固件版本大于或等于2.32的所有接收机将在翻转后继续正常工作。

对于有能力的客户而言，可以通过厂商提供的方法自行完成固件升级。而对于更多的客户而言，张小林说，通常需要厂商派出工程师当面协助客户现场升级。

“但无论是哪种方式，在缺乏人工干预的情况下，产品均很难完成自动、在线的升级。”

据悉，这一问题普遍存在于各个全球定位导航系统中。中国北斗系统的变化周期约为160年，欧洲的伽利略系统（Galileo）变化周期约为80年。

为了提升全球定位导航用户的需求，美国正在提升其GPS的服务能力，这被称之为“GPS现代化计划”。这其中就包括建设其迄今为止能力最强大的第三代GPS卫星——GPS III。

学术plus高级评论员高书亮介绍，GPS三代卫星由洛克希德·马丁公司研发设计，其具有三点优势。在精度上可比目前GPS信号提高近3倍，在抗干扰程度上提高8倍。而由于采用新的民用信号，它将成为第一颗可与其他国际全球导航卫星系统互操作的GPS卫星。

在战略上，其服务于美军提出的21世纪“导航战”。因此其具备很强的战略能力。例如，GPS三代可以依据需要，迅速关闭特定地理位置的导航信号发送，因此可以让敌方发射的导弹无法有效的命中己方。

而在GPS正在提升其定位精度的同时，我国的北斗系统也在奋起直追。在GPS三代第一颗卫星成功发射成功的前一个月，即2018年11月，我国北斗三代就已经率先完成了组网，并开始向全球提供10m精度的定位服务。从精度上看，亚太地区北斗系统甚至更具优势，其定位精度已经可以达到5m精度。

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