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Week-Rollover-Effekt: Probleme für ältere GPS-Geräte und Zeit-Server erwartet

Alle 1024 Wochen startet beim Navigationssystem GPS die Wochenzählung neu. Damit kommen einige ältere Navis und Zeitserver nicht zurecht.

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Darstellung eines Satelliten im Orbit

GPS-Satellit im Orbit

(Bild: US National Executive Committee for Space-Based Positioning, Navigation and Timing)

Eine Art Jahr-2000-Problem kommt auf ältere GPS-Empfänger zu. Am 6. April 2019 wird erneut ein sogenannter Week Rollover erwartet. Einige Geräte werden dann das Datum nicht mehr korrekt berechnen können. Für einige wenige Navis droht auch ein Totalausfall der Ortsbestimmung, wenn das GPS-Gerät unnötigerweise auch das Datum für die Positionsmessung zur Berechnung mitverwendet.

Betroffen sein könnten GPS-Geräte und auf GPS basierende Zeit-Server, wenn sie vor rund 10 bis 15 Jahren in Betrieb gegangen sind und danach kein Firmware-Upgrade erhalten haben. Das Firmware-Datum wird vielfach von Herstellern als ein Merkmal benutzt, um die Plausibilität des aus dem GPS-Signal generierten Datums zu prüfen: Es darf nicht älter sein als der Firmware-Datumsstempel.

Hintergrund: Im Datensignal der GPS-Satelliten ist das Datum in einer 10-Bit-Variable kodiert. Mit den 10 Bit lassen sich im GPS-System maximal 1024 Wochen bilden. Danach wird der Wochenzähler wieder genullt. Die erste GPS-Woche startete am 6. Januar 1980 und der erste Week-Rollover war somit am 21. August 1999. Der nächste folgt am 6. April 2019.

Weil das GPS-Signal demnächst eine andere Struktur erhält und die neuen Message-Typen CNAV und MNAV dann 13 Bit umfassen, ist der nächster Rollover zumindest für Geräte, die diesen neuen Nachrichtentyp verarbeiten können, erst wieder in 8192 Wochen zu erwarten. Einen ähnlichen Ansatz benutzen einige Hersteller von GPS-Zeitservern, die intern mit bis zu 16 Bit für die Wochenzählung arbeiten und das Datum aus dem GPS-Empfang damit abgleichen.

Benutzern von Zeitservern, die mit GPS arbeiten, sollten vorsichtshalber prüfen, ob ihre Geräte betroffen sind beziehungsweise sich rechtzeitig nach Alternativen für die Zeitsynchronisation umschauen, also andere NTP-Server. (mil)