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船东船长必看!GPS恐大面积出现问题!

  信德海事网2月13日消息,近日日本古野电气Furuno发布警告称, 预计从今年4月6日开始的一周内,各制造商的许多型号的GPS都会出现软件问题, 但其中一些型号的GPS设备可能要比这更早时间受到影响。
GPS资料图
  该问题涉及到部分型号的GPS在运行1024周后会自动复位时间功能,并针对位置出现错报时间的情况。
  具体是怎么回事呢???
  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/7日迎来第二次翻转事件的预警。
  GPS周数翻转的原因
  大连海事大学航海智能技术研究所潘明阳副所长向信德海事网介绍到,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。
  GPS周
  GPS周(GPS Week)是GPS系统内部所采用的时间系统。
  时间零点定义的为:1980年1月5日夜晚与1980年1月6日凌晨之间0点。最大时间单位是周(一周:604800秒)。每1024周(即7168天)为一循环周期。第一个GPS周循环点为1999年8月22日0时0分0秒。即从这一刻起,周数重新从0开始算起。星期记数规则是:Sunday为0,Monday为1,以此类推,依次记作0~6,GPS周记数(GPS Week Number)为“GPS周 星期记数”。
  表示方法:从1980年1月6日0时开始起算的周数加上周内时间的秒数(从每周周六/周日之夜开始起算的秒数,例如:1980年1月6日0时0分0秒的GPS周:第0周,第0秒。2004年5月1日10时5分15秒的GPS周:第1268周,第554715秒,GPS周记数(GPS Week Number)为1268 6,第554715秒。
  现在,此处http://www.navcen.uscg.gov/gps/almanacs.htm下载的星历文件的GPS周时的计时开始时间都为第一个GPS周循环点1999年8月22日0时0分0秒。下个循环点在第一个循环点的20年后,即在2019年。就像千年虫问题困扰那样,第一个GPS循环点来临时,未升级的GPS接收机都将1999年8月22日错认为1980年1月6日。
  实际上全球各大卫星导航系统都有类似的周数翻转情况,司南导航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。
  
  对船舶的影响
  如上文所述,GPS周数翻转可能导致部分GNSS设备工作异常,输出时间错误等问题的发生。而至于船舶,GPS工作的异常有可能对一系列的整合GPS系统信息或需要GPS反馈的系统的正常工作产生影响。
  由于类似的翻转并不是第一次出现,因此生产厂商已经就此问题做出了相应的升级以及应对措施。
  Furuno表示其已经对其产品使用的相关各方重复下发了相关通知,但是其也提醒安装有其他系统的船舶应该提早采取行动联系设备/系统生产商,避免类似问题的发生。
  与其他系统一起装运的船只应该采取行动,通过联系船上设备和系统的制造商来避免类似的问题。
  此外,Furuno列出了一份易受影响的设备名单:
  周数翻转日期: 2019/03/17
  设备型号:
  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
  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。
  应对措施:
  由于“GPS周数反转”问题的实质是接收时钟上日期信息出现错误,因此不需要日期信息的设备将不受该问题的影响。
  如果,真的出现了定位性能不稳定的情况,你可以通过操作菜单冷启动设备,解决定位完整性问题。但是请注意,即使您重新获得GPS位置采集,仅靠冷启动也无法恢复日期信息。(需注意的是,如果冷启动仍不能修复,这个问题可能是由于设备故障造成的,而不是由于GPS周数翻转造成的。如果是这样的话,请咨询离您最近的销售代表。)另外,请注意,上述设备清单中包含一些型号,其已过维修服务提供期。
  此外,还需注意,GPS一般会与下列设备联系:
  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接收时钟的日期信息的其他设备和系统。
  如果你觉得问题复杂,那么最好也最简单的方式就是和生产商提早联系了解情况,按照厂商的意见提早检测、并制定应对方案。

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