GPS 时（GPS Time）

本文作者：天疆说

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定义

GPS 时（GPS Time）是全球定位系统（GPS）采用的原子时间系统，以铯原子频率标准为基准，起算点为 1980 年 1 月 6 日 0 时 UTC。GPS 时不引入闰秒，因此与国际原子时 TAI 保持固定的 19 秒偏差，与 UTC 之间的偏差随闰秒的累加而增大。

核心要素

时间起点与表示

GPS 时的时间起点（零时刻）为 1980 年 1 月 6 日 0 时 UTC（此时 UTC 与 TAI 相差 19 秒）。GPS 时采用"GPS 周 + 周内秒"的表示方式：

• GPS 周（GPS Week）：从起算点开始，每 7 天为一周，顺序编号
• 周内秒（Seconds of Week）：每 GPS 周内从 0 开始计数的秒数（0–604799）

与 UTC、TAI 的关系

截至 2026 年，GPS 时超前 UTC 18 秒。由于 GPS 时不随闰秒调整，其与 UTC 的偏差会随时间单调递增。

时间精度

GPS 卫星上搭载高精度原子钟，GPS 时的稳定度优于 $1 \times 10^{-13}$（日稳）。GPS 地面控制段通过监测和注入修正参数，保证 GPS 时与 UTC（USNO）的偏差保持在 ±20 ns 以内。

应用价值

GPS 时是卫星导航定位的时间基准，所有 GPS 卫星信号的时间戳均以 GPS 时标注。用户接收机通过测量信号传播时间计算伪距，需要将 GPS 时转换为 UTC 以满足日常应用。对于地月空间任务，GPS 时可作为星载时钟的参考基准，与惯性导航系统组合提供高精度的时间和频率同步。

相关概念

• 协调世界时（UTC）
• 儒略日（Julian Date）
• 地心惯性坐标系（ECI）
• 惯性导航系统（INS）
• 地心固联坐标系（ECEF）

参考文献

• 郑伟, 安雪滢, 周祥, 何睿智. 空天飞行力学[M]. 国防科技大学, 2026.
• Kaplan E D, Hegarty C J. Understanding GPS/GNSS: Principles and Applications[M]. 3rd ed. Artech House, 2017.
• IS-GPS-200N. Global Positioning System Standard Positioning Service Performance Standard[S]. 2020.