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2019年GPS周数翻转,我们依然从容面对
发布日期:2019-02-15 14:55:49  作者:admin  浏览次数:1695  

GPS周数翻转事件

    近日,美国民用GPS服务接口委员会在美国国土安全部网站发布了GPS周计数即将在2019年4月6日迎来第二次翻转事件的预警。天拓集团积极应对,提前进行相关场景的评估验证工作,确保Trimble GNSS高精度定位产品在GPS周计数翻转的过程中以及翻转之后都能正常运行。

GPS周数翻转的原因

GPS周数翻转的原因可以简单归结为:GPS导航电文中,周计数(WN)仅占用10bit(二进制),因此周计数会在0-1023区间循环,当GPS周计数实际达到1024时,导航电文中的周计数将翻转为0并重新开始计数。

详细情况说明如下:2019年4月7日起,由于全球定位系统(GPS)的周数翻转(GPS Week Number Rollover)事件,有些GPS接收机可能失灵。这是由于GPS用来处理导航信号的周元素(Week Element)的方式引起的一个已知问题。GPS采用10比特定义域来对每个GPS时间信息中的周数进行编码。这意味着,最多可以处理1024个周。这个期间被称为一个Epoch。在每个Epoch的结束时,接收机将周数复位为第0周,然后再次开始计数。GPS第一次周数清零时间为1999年8月22日,第二次清零为2019年4月6日/7日。

司南导航在其官网发布的一篇声明中介绍到,在GPS导航电文中,系统时间由整周计数(WN)以及周内时(TOW)构成,当初也许是资源紧张或者考虑不够长远,在编排导航电文时只给整周计数安排了10bit(二进制数),所以GPS整周计数的表达上限为1023,当GPS的实际周数达到1024时,GPS整周计数将翻转为0并重新开始计数,这可能导致部分GNSS设备工作异常,输出时间错误等问题的发生。GPS周数从1980年1月6日协调时零点开始起算,每到GPS周内时计数从最大值跳回到零时(GPS周零时),GPS周数加1。当前时间GPS实际周数为2037(导航电文整周计数为1013),距离2048周(2019年4月7日GPS零时)还有不到两个多月时间,GPS整周计数将从1023翻转为0,上一次GPS整周计数翻转时间发生在1999年8月22日GPS零时。

全球各大卫星导航系统周数翻转情况汇总

研究各大卫星导航系统的ICD,将WN(整周计数)的相关内容整理如下。

 

发生周数翻转后,GPS接收机上上错误的日期信息可能会出现定位不稳定,定位误差,以及GPS位置采集失败等等问题。

应对方法

在GPS现代化计划中,为了改善周数翻转的情况,消息类型(CNAV和MNAV)使用13比特字段来表示GPS周数,而使用该13比特字段的新GPS接收器在1,024周时期内不会出现问题。即多频接收机使用13位周数据编码(L2C,L5)在1,024周时期内不会出现问题。

天宝已经使用GNSS模拟器进行了测试,以验证接收器固件在不同的场景中正确处理周滚动,包括具有各种输入和输出消息的实时动态和静态调查,以及数据文件格式转换。

为应对周数滚动,建议使用Trimble Installation Manager为当前产品安装最新接收器固件版本,或使用Trimble WinFlash为旧产品安装最新接收器固件版本。

天宝固件版本大于或等于2.32的所有接收器将在翻转后继续正常工作。