我国两颗天眼正式上岗 全球定位系统GPS“归零”

　　据央视新闻客户端报道 国防科工局、国家航天局宣布，我国高分辨率对地观测系统的高分五号和六号两颗卫星正式投入使用。这标志着我国我国高分辨率对地观测系统已形成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的天基对地观测能力。

　　高分五号、六号卫星分别于2018年5月9日和6月2日成功发射。

　　高分五号卫星

　　高分五号是国内光谱分辨率最高的卫星，也是国际上首次实现对大气和陆地进行综合观测的全谱段高光谱卫星，可实现多种观测数据融合应用，为我国环境监测、资源勘查、防灾减灾等行业提供高质量、高可靠的高光谱数据。

　　高分五号可监测二氧化氮和二氧化硫等污染气体、二氧化碳和甲烷等温室气体以及大气气溶胶，特别是，高分五号卫星首次实现了对污染气体的高光谱遥感监测，对臭氧也具备全球单日覆盖监测能力。

　　例如，高分五号成功绘制了全球臭氧总量分布和2018年南极臭氧洞图像。

　　GF-5全球臭氧总量分布（2018年10月12日）

　　GF-5南极臭氧洞（2018年10月12日）

　　高分六号卫星

　　高分六号卫星是高分专项天基系统中兼顾普查与详查能力、具有高度机动灵活性的高分辨率光学卫星。该星与高分一号卫星组网实现了对我国陆地区域2天的重访观测，极大提高了遥感数据的获取规模和时效，有效弥补国内外已有中高空间分辨率多光谱卫星资源的不足，提升国产遥感卫星数据的自给率和应用范围。

　　高分六号还是世界上第一颗具备红边波段的宽视场多光谱中高分辨率卫星。相对与其他国产卫星，高分六号卫星可以说是真正意义上的“中国农业一号卫星”。

　　利用高分六号卫星宽幅相机新增波段，改进了作物识别、农田洪涝灾害监测、土地沙化调查、积雪覆盖监测等技术方法和模型，这些技术和数据已成果应用在在2018年的玉米大豆面积监测、2018年安徽洪涝灾害作物损失评价、部分地区果园和设施农业分布调查、2019年冬小麦和大蒜等作物面积监测、农村人居环境监测等工作中。

　　高分辨率对地观测系统重大专项是《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006-2020年）》确定的十六个重大科技专项之一， 2010年批准启动实施以来，已成功发射高分一号至高分六号等六颗卫星，数据源不断丰富。

　　目前可涵盖不同空间分辨率、不同覆盖宽度、不同谱段、不同重访周期的高分数据型谱基本形成，与其他民用卫星遥感数据相配合，为高分遥感应用奠定了坚实基础。高分专项卫星数据已广泛应用于20个行业、30个省域，在国土、环保、农业、林业、测绘等领域应用中取得了重要成果。

　　高分专项已设立了30个省级高分数据与应用中心，取得了一大批的应用成果，为促进区域经济发展、提升地方政府现代化治理能力等提供了服务支撑。

　　全球定位系统“归零”

　　GPS（全球定位系统）将在今年4月6日进行“归零”，迎来新周期。近日在旧金山召开的RSA美国信息安全大会上，有专家预测，旧GPS系统将在4月6日发生类似计算机千年虫的错误；更有安全专家表示，自己绝不会在当天搭乘飞机……

　　GPS“归零”实际上是“GPS周数翻转”的通俗说法，美国民用GPS服务接口委员会（CGSIC）近日发布通知，GPS整周计数值将于2019年4月6日24点由1023变为0，称作GPS周数翻转。

　　该现象的出现与当时GPS系统的接口设计有关，据悉，GPS系统作为全球性的导航定位授时系统，在设计之初就建立了一套时间系统，称作“GPS时”，而这个起点对应UTC时间（世界协调时间）的1980年1月6日0时。为了达到授时的目的，则GPS系统通过导航信号不断向用户广播当前时刻所对应的GPS时，系统设计人员通过周计数（WN）和周内秒（TOW）来共同表示当前时刻距离GPS初始时刻的时间差，从而结合闰秒得到当前UTC时刻，完成授时。

　　因多方面原因，GPS在设计之初，设计人员只用了10bit来表征WN，导致WN只能在0—1023之间循环。当WN从1023变为0时，就会发生GPS周数翻转，出现迎接新一周的说法。1024周对应到年时间大概是19.7年，从GPS系统时起始时刻算起，上一次出现GPS周数翻转是1999年8月21日，这次就正好是2019年4月6日，2038年11月20日将会出现下一次GPS周数翻转。

　　可能带来的影响

　　GPS接收机在没有做GPS周数翻转的预处理情况下，将导致接收机的输出时间返回到大约19年前。这对于依赖GPS授时的任何系统和应用都可能会造成影响。据悉，在民航领域，授时基本都是依靠卫星导航系统来完成，所有自动化的设备都是以该时间来作为基准的。

　　因此，周数翻转可能引发空管雷达信号数据混乱，会引起数据中断、目标航迹与计划不相关等问题。

　　同时气象设备之间的信息交换也会因时间跳变而无法自动完成气象信息对齐，造成气象预报困难，从而可能影响飞行调度，带来不必要的损失。

　　此外，采用未做GPS周数翻转处理的接收机来授时也会对一些自动化运作的基础设施领域产生影响，比如电力、通信和金融领域所用的BITS系统。若BITS系统只参考GPS授时信号，可能造成系统瘫痪等。

　　解决方案

　　为避免影响，各行业应该提前联系GPS接收机供应方，咨询是否存在因GPS周数翻转带来授时错误问题，做好预案和仿真测试。

　　至于我国的北斗系统，也存在BD周数翻转问题，但在设计时，其周计数用13bit表示，翻转周期是8192周，大概是160年，从而有效规避了该问题。但只要是卫星导航系统都存在周数翻转问题，只是周期时间长短不一样。