科普:GPS周

文摘   2025-01-27 21:02   山东  

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6日0时0分0秒。最大时间单位是周(一周:604800秒)。星期记数规则是:Sunday为0,Monday为1,以此类推,依次记作0~6,GPS周记数为“GPS周 星期记数”。

在GPS系统中,时间被分为两个部分:

1. GPS周数(GPS Week Number):记录自1980年1月6日以来的整周数。

2. 周内秒数(Seconds of Week, SOW):记录当前周内的秒数,范围是0到604,799秒(7天 × 24小时 × 60分钟 × 60秒)。

2020年1月1日星期三,对应的GPS周表示为20863。秒数表示方法: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(从每周周日0时0分0秒开始起算的秒数,例如:1980年1月6日0时0分0秒的GPS周:第0周,第0秒。

GPS周数使用的是10位二进制数来存储,这意味着它的最大值是 2^10 - 1 = 1023。也就是说,GPS系统最多可以记录 1024周的时间(约19.7年)。当GPS周数达到1023后,再过一周,它就会回到0,这就是所谓的 “GPS周翻转”(GPS Week Rollover)。

GPS周的计数范围:为什么存在“GPS周翻转”?

目前,GPS周翻转已经发生了两次:
1. 第一次翻转:发生在1999年8月22日0时0分0秒。
2. 第二次翻转:发生在2019年4月7日0时0分0秒。
当GPS周翻转发生时,一些未升级的软件或设备可能会出现时间错误,因为它们无法正确处理翻转后的周数。这种问题在老旧设备和系统中尤为常见。

GPS周的实际应用

GPS时间是全球定位系统的核心,GPS周与周内秒数结合,为地球上的各种应用提供精准的时间和位置信息。例如:
1. 导航和定位
无论是驾驶导航还是手机地图,GPS信号会通过时间差计算出设备与多颗卫星之间的距离,从而确定你的精确位置。这一过程依赖于GPS时间的准确性。
2. 授时服务
GPS系统为金融、通信、电力等行业提供高精度的授时服务。例如,股票交易需要同步的时间戳,电网需要精确的时间协调,这些都离不开GPS的授时功能。
3. 科学研究
在地震监测、气象观测等领域,GPS时间用于精确记录事件发生的时间,并为研究提供可靠的数据支持。

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