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老舊GPS裝置將可能於今年4月6日失效? 趕快更新韌體或換新!

文.圖/Johan 2019-02-18 13:04:22
什麼?有些GPS (全球衛星定位系統) 裝置,將可能在2019年4月6日失效?怎麼會這樣子?

原來2019年4月6日當天,GPS的「週值」(Week Value)將會重置,導致舊款GPS日期算錯,造成導航失效!

NASA為世界各地的黃點處提供GPS數據 (圖片來源:NASA)


GPS的「週值」,只有10位元數,只能代表19.7年!

由於衛星傳送的GPS訊號封包中,有包含時間資料,以便與接收裝置的時間做同步,接收裝置可以藉由接收到各衛星的時間差,來計算出目前GPS裝置的所在位置。只是,當初GPS在定義的資料封包時,有關於時間的欄位,只用10位元來表示「週(Week)值」,使得週總共有210 (二的十次方)種表示方式(0~1023)。例如值是43,就是第43週。然後再加上第0週當時所定義的日期,就等於現在的日期!

大家都知道1年有52個星期,那麼1023個星期,大約是19.7年。而國際定義的GPS時間是從1980年1月6日開始(Week值為0),當時過了19.7年,也就是1999年8月21/22日的時候,Week值已到達1023必須再加1的時候,這個值因為受到2的十次方限制,所以會重新重置為0。因此GPS組織在1999年當時就已經提醒過不少航海、交通、飛行等單位,記得檢查GPS是否能因應這個「週值重置第一期」結束、即將進入「週值第二期」。也就是GPS裝置取得GPS訊號封包時,必須能夠對應到正確日期,而不會接收到Week值是0時,還認為還是1980年1月6日,應該是1999年8月21/22日以後才是!

GPS系列規範中,將週值定義成只有10位元,造成了今日的日期混淆


「週值第二期」,也就是1999年8月又再過19.7年,也就是2019年4月6日時,Week值又到達1023的極限然後再重置為0,並進入「週值第三期」。也就是說,有可能一些早期在1980~2000年中所生產的GPS裝置 (包含各式GPS裝置,如航海、飛航、車用GPS等,甚至一些手持裝置,如PDA、Smartphone、手錶…等等)將因為無法正確轉譯到2019年以後的日期,造成GPS接收端(裝置)與GPS發送端(衛星)的時間不同步,使得導航系統出問題!

老GPS確認更新韌體即可,而遵循ICD-200規範的GPS裝置無此問題

正由於GPS的時間只要有1ns (奈秒)的誤差,就可能發生1英呎(2.54cm)的位置誤差,更別說差了十幾年,可會讓您的導航系統發生故障!雖說這個問題只會發生在早期只有10位元週值的GPS裝置,而且可能是2000年以前的GPS裝置才會發生。但是,也有可能2000至2018年生產的新GPS產品並沒注意到此問題, 其韌體計算方式還是用舊的計算方式,只設定在遵循「週值第二期」(1999/8~2019/4)的時間,這樣一來,只要一進入「週值第三期」(2019/4~2038/12)時,這些裝置就還會以為現在還是週值第二期,而產生日期混亂!造成無法使用的情況!

至於新一代的GPS裝置,大多已經遵循IS-GPS-200規範,能提供正確日期,因此不會有日期無法同步的問題。而且未來的GPS,將會直接採用13位元的週值,這樣週值的表示範圍就可以高達213 (二的十三次方),也就是8192 (0~8191),可以用個157年沒問題!一台GPS裝置應該也沒辦法用到那麼久才是!

美國海軍天文台的簡報中,解說了這次的GPS Week Rollover(GPS週值重置)狀況,並表示未來新一代GPS訊息封包,將把週值提升到13位元,以解決日期混淆問題


總之,記得向您的GPS製造商洽詢這類的問題,或到您GPS製造商的官網,去查看是否2019年4月以後會不會有時間無法同步的問題。以免到了4月6日之後發生汽車內建的GPS無法導航,或是手機導航App出問題,總之早一步因應,早一點將問題解決。


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