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最近，苹果在网站上发布了推荐部分iphone和ipad更新系统的公告。公告称，从2019年11月3日世界标准时间0:00开始，2012年及之前发布的部分iphone和ipad型号需要iOS更新，以保持GPS定位的准确性以及日期和时间的准确性。

网民透露说，苹果正在想办法更新系统，让无法忍受系统卡顿的用户购买新设备。但是这次苹果确实没有“阴谋”。问题在于全球定位系统服务。苹果在公告中也说得很清楚。这是由于GPS时间翻转问题造成的。

GPS时间翻转问题是什么？

和大多数手机一样，iphone使用GPS进行导航。GPS也称为全球卫星定位系统(GPS)，是美国国防部开发和维护的中程环形轨道卫星导航系统。为地球表面的大部分地区(98%)提供精确的位置、速度测量和高精度的标准时间。

GPS是全球导航定位系统(GPS)，有自己的时间系统。GPS是UTC时间(世界时间协调，世界协调)1980年1月6日0点，此时GPS时间为0。

GPS是指通过导航信号连续向用户广播与当前时刻相对应的GPS时，通过周数(WN)和周内秒数(TOW)到GPS初始点之间的时间差。可以结合UTC时跳秒(或闰秒，leap second)计算当前UTC时间。

UTC时间跳跃秒。地球自转速度的变化导致UTC与天文测量的世界发生偏差，因此UTC时间可以随时增加或减少秒数。目前，这一偏差已达到18秒。如下图所示，GPS的表征时间与当地时间一致，都是UTC加18秒。

(不同时间类型)

苹果网站上说的GPS时间翻转问题是指GPS周翻转(GPS Week Number Rollover)。

GPS以特定格式广播日期和时间信息，包括周数(WN)和周内秒数(TOW)。但是，WN字段的长度限制为10位，记录周范围为0到1023。这意味着GPS信息最多可以记录1024周(19.7年)，1023周结束时，WN将从零开始再次反转。

这相当于球场上的比分牌。每个计分卡能记录的数据是有限的。如果超过能够记录分数的最大值，就无法继续得分。这个时候，如果想继续使用比分，只能从0开始得分。(马克吐温，比分，比分，比分，比分，比分，比分，比分。

根据苹果的公告，这个问题从2019年4月6日开始影响，当天正是GPS的新周期。从当天24点开始，WN从1023变成0，开始新的计数周期。事实上，

GPS周数翻转会带来什么问题？

一些消费者的个人导航设备，如果没有预先做出处理，那么接收到GPS的授时信息后，设备输出的时间将会返回到大约19年前，也就是上一次周期翻转的时间。比如这次GPS周期翻转之后，知乎上就有用户表示，自己的GPS设备出现时间错误，日期变成1999年。

（图源：知乎）

目前很多领域都依靠GPS完成授时，如果不对GPS周数翻转做出预先处理，也会产生一些意想不到的后果。

民航领域基本都是靠GPS进行授时的，所有自动化的设备都是以该时间来作为基准。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。2019年4月7日，GPS周数翻转以后，就有多家航空公司的波音787飞机出现时间显示故障，暂时不能起飞。微博博主、航旅达人@新心飞翔还放出一张图片，从图片上看，飞机显示的时间变成了1999年。

一些政府公共部门也会受到GPS周数翻转的影响。根据纽约时报的报道，4月6日的这次周数翻转，就导致纽约城市耗资5亿美元建设的无线网络系统（NYCWiN）瘫痪，纽约部分交通信号灯系统停止工作，警察局不得不在受停电影响的关键位置安装装有车牌阅读器的巡逻车。

气象研究领域比较依赖GPS，发生周数翻转也会对相关设备造成严重影响。根据ABC新闻的报道，4月6日的这次GPS周数翻转就导致澳大利亚气象局（BOM）的气象气球停飞。

当然，从这次iPhone的公告来看，GPS周数翻转也会对手机设备造成影响。事实上，受到影响的手机不仅仅是iPhone，美国移动网络运营商也在最近发出公告，建议持有2006年至2016年之间生产的移动设备的用户，尽快更新到最新的软件版本，避免导航应用的准确性受到影响，在其列出的受影响设备中，包含了苹果、三星、HTC、摩托罗拉等众多手机品牌。

怎样避免GPS周数翻转造成损失？

许多人称GPS周数翻转为千年虫（Y2K）不是没有道理的，它给的影响波及航空、气象、公共等多个领域，造成较为严重的经济损失。这一切的根源，都是卫星导航系统的周数翻转。

卫星导航系统的周数翻转是无法避免的，不过翻转周期的长短可以改变，根据GPS官方文件，未来的民航（CNAV）消息将采用13位的WN，用来避免相关问题。GPS现代化中所用的WN为13位，其周数翻转周期为 8192 周，约 157 年。考虑到一般设备的工作寿命，经过这么长的周期，基本已经可以换代了。周数翻转造成的影响会减少很多。

值得一提的是，这方面我国的北斗导航系统（BDS）已经走在了前面，北斗也有自己的北斗时，其授时系统的周计数自2006年1月1日起计时，由于采用13位的WN，下一个北斗时的周数翻转要到2163年才会发生。在周数翻转这个问题上，北斗系统要比GPS强很多。

当然，对于使用GPS的机构或个人来说，在现代化的GPS到来之前，为了避免周数翻转带来不良影响，还是需要及时关注相关消息。相关的设备最好再周数翻转之前做好相关准备工作，可以升级的及时升级，不能升级的视情况及时更换。不过，手机用户大概不用担心这个问题，毕竟2016年以前生产的手机，现在用户应该已经很少了。

有意思的是，我们看到，苹果发布相关公告时，认为它想要强迫用户购买新产品的网友不在少数，在@新心飞翔关于波音787不能正常起飞的微博下面，很多网友也把锅全扔给了波音公司。有时候，我们还是应该多了解一下事实背后的真相，不要总是带着成见去判断所有的问题。

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