El Sistema de Navegación por Satélite Regional Indio ( IRNSS ), con un nombre operativo de NavIC (acrónimo de Navigation with Indian Constellation ; también, nāvik 'marinero' o 'navegante' en idiomas indios), [2] es un sistema de navegación por satélite regional autónomo que proporciona servicios precisos de posicionamiento y cronometraje en tiempo real. [3] Cubre la India y una región que se extiende 1.500 km (930 mi) a su alrededor, con planes para una mayor extensión hasta 3.000 km (1.900 mi). [4] Un área de servicio extendida se encuentra entre el área de servicio principal y un área rectangular encerrada por el paralelo 30 sur al paralelo 50 norte y el meridiano 30 este al meridiano 130 este , 1.500–6.000 km (930–3.730 mi) más allá de las fronteras donde algunos de los satélites NavIC son visibles pero la posición no siempre se puede calcular con precisión asegurada. [5] El sistema actualmente consta de una constelación de ocho [6] satélites, [7] [8] con dos satélites adicionales en tierra como reserva. [9]
La constelación estará en órbita desde 2018. [10] [11] [12] [13] NavIC proporcionará dos niveles de servicio: el "servicio de posicionamiento estándar", que estará abierto para uso civil, y un "servicio restringido" (encriptado ) para usuarios autorizados (incluidos los militares).
Los rastreadores basados en NavIC son obligatorios en los vehículos comerciales en la India [14] [15] y algunos teléfonos móviles de consumo con soporte para ellos han estado disponibles desde la primera mitad de 2020. [16] [17] [18] [19] [20]
Hay planes para ampliar el sistema NavIC aumentando el tamaño de su constelación de 7 a 11. [21]
El sistema se desarrolló en parte porque el acceso a los sistemas globales de navegación por satélite controlados por gobiernos extranjeros no está garantizado en situaciones hostiles, como le ocurrió al ejército indio en 1999 cuando Estados Unidos rechazó una solicitud india de datos del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) para la región de Kargil , que habrían proporcionado información vital. [22] El gobierno indio aprobó el proyecto en mayo de 2006. [23]
Como parte del proyecto, la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO) inauguró un nuevo centro de navegación por satélite dentro del campus de la Red de Espacio Profundo (DSN) de ISRO en Byalalu , en Karnataka , el 28 de mayo de 2013. [24] Una red de 21 estaciones de medición de distancia ubicadas en todo el país proporcionará datos para la determinación orbital de los satélites y el monitoreo de la señal de navegación.
Se ha declarado que el objetivo es que la India controle completamente el sistema, y que el segmento espacial, el segmento terrestre y los receptores de usuario se construyan en la India. Su ubicación en latitudes bajas facilita la cobertura con satélites de baja inclinación . Tres satélites estarán en órbita geoestacionaria sobre el océano Índico . La orientación de misiles podría ser una importante aplicación militar para la constelación. [25]
Se esperaba que el costo total del proyecto fuera de ₹ 14,2 mil millones (US$ 170 millones), con un costo del segmento terrestre de ₹ 3 mil millones (US$ 36 millones), cada satélite costando ₹ 1,5 mil millones (US$ 18 millones) y el cohete de la versión PSLV-XL costando alrededor de ₹ 1,3 mil millones (US$ 16 millones). Los siete cohetes planeados habrían involucrado un desembolso de alrededor de ₹ 9,1 mil millones (US$ 109 millones). [9] [26] [27]
La necesidad de dos satélites de reemplazo y el lanzamiento del PSLV-XL ha alterado el presupuesto original; el Contralor y Auditor General de la India informó costos (a marzo de 2017) de ₹ 22,46 mil millones (US$ 269 millones). [1]
El ICD de señal en el espacio NavIC se lanzó para evaluación en septiembre de 2014. [28]
A partir del 1 de abril de 2019, el uso de sistemas de seguimiento de vehículos basados en NavIC compatibles con AIS 140 se hizo obligatorio para todos los vehículos comerciales en la India. [14] [15]
Según la Ley de Autorización de Defensa Nacional de 2020 , el Secretario de Defensa de los Estados Unidos, en consulta con el Director de Inteligencia Nacional, designó a NavIC, Galileo y QZSS como sistemas de satélites de navegación aliados. [29]
De acuerdo con los requisitos de alcance de NavIC para aplicaciones militares y comerciales, la Organización de Investigación y Desarrollo de Defensa , a través del programa del Fondo de Desarrollo Tecnológico, ha encargado a Accord Software and Systems la construcción de un sistema de sincronización de red IRNSS personalizado y flexible a nivel nacional. Utilizando los datos de NavIC, el chip receptor obtendrá y distribuirá la hora india para la navegación. Actualmente, India depende de los EE. UU. para este servicio. [30]
En 2020, Qualcomm lanzó cuatro chipsets Snapdragon 4G y un chipset 5G con soporte para NavIC. [31] [32] Se planea que NavIC esté disponible para uso civil en dispositivos móviles, después de que Qualcomm e ISRO firmaran un acuerdo. [16] [33] Para aumentar la compatibilidad con el hardware existente, ISRO agregará soporte de banda L1. Para aplicaciones estratégicas, también llegará el soporte de código largo. [34] [35]
El 7 de diciembre de 2023, Qualcomm reveló que determinadas plataformas de chipsets habilitarán las señales NavIC L1. La suite de localización de Qualcomm admite hasta siete constelaciones de satélites simultáneamente y permite una adquisición de posición más rápida en el tiempo hasta la primera corrección (TTFF) para servicios mejorados basados en la localización . También hace uso de todas las señales L1 y L5 de NavIC para un posicionamiento preciso. En la segunda mitad de 2024, las plataformas de chipsets de Qualcomm añadirán más soporte para las señales NavIC L1, y en la primera mitad de 2025, los productos comerciales que admitan las señales NavIC L1 deberían estar disponibles para la venta. [36] [37]
En abril de 2010 se informó de que la India tenía previsto empezar a lanzar satélites a finales de 2011, a un ritmo de un satélite cada seis meses, lo que habría permitido que el NavIC estuviera operativo en 2015, pero el programa se retrasó [38] y la India también lanzó tres nuevos satélites para complementarlo [39] .
Siete satélites con el prefijo "IRNSS-1" constituirán el segmento espacial del IRNSS. El IRNSS-1A , el primero de los siete satélites, fue lanzado el 1 de julio de 2013. [40] [41] El IRNSS-1B fue lanzado el 4 de abril de 2014 a bordo del cohete PSLV-C24. El satélite ha sido colocado en órbita geoestacionaria . [42] El IRNSS-1C fue lanzado el 16 de octubre de 2014, [43] el IRNSS-1D el 28 de marzo de 2015, [44] el IRNSS-1E el 20 de enero de 2016, [45] el IRNSS-1F el 10 de marzo de 2016 y el IRNSS-1G fue lanzado el 28 de abril de 2016. [46]
El octavo satélite, IRNSS-1H , que debía reemplazar al IRNSS-1A, no pudo desplegarse el 31 de agosto de 2017 debido a que los escudos térmicos no se separaron de la cuarta etapa del cohete. [47] El IRNSS-1I se lanzó el 12 de abril de 2018 para reemplazarlo. [48] [49]
El sistema IRNSS comprende un segmento espacial y un segmento terrestre de apoyo .
La constelación consta de siete satélites. Tres de ellos se encuentran en órbita geoestacionaria (GEO) en las longitudes 32,5° E, 83° E y 131,5° E, aproximadamente a 36.000 km (22.000 mi) sobre la superficie de la Tierra. Los cuatro satélites restantes se encuentran en órbita geoestacionaria inclinada (GSO). Dos de ellos cruzan el ecuador en 55° E y dos en 111,75° E. [50] [51] [52]
El segmento terrestre es responsable del mantenimiento y el funcionamiento de la constelación IRNSS. El segmento terrestre comprende: [50]
El IRSCF está operativo en la Instalación de Control Maestro (MCF), Hassan y Bhopal. El MCF transmite datos de navegación y se utiliza para funciones de seguimiento, telemetría y comando. [53] Siete FCA de 7,2 metros (24 pies) y dos FMA de 11 metros (36 pies) del IRSCF están actualmente operativos para las fases LEOP y en órbita de los satélites IRNSS. [50] [54]
El INC establecido en Byalalu realiza operaciones remotas y recopilación de datos con todas las estaciones terrestres. Los Centros de Navegación ISRO (INC) están operativos en Byalalu, Bengaluru y Lucknow. El INC1 (Byalalu) y el INC2 (Lucknow) juntos proporcionan operaciones sin interrupciones y con redundancia. [55]
16 IRIMS están actualmente en funcionamiento y están apoyando las operaciones IRNSS [56] algunos más están planeados en Brunei, Indonesia, Australia, Rusia, Francia y Japón. [57] La medición de distancia CDMA está siendo realizada por las cuatro estaciones IRCDR de forma regular para todos los satélites IRNSS. El IRNWT ha sido establecido y está proporcionando la hora del sistema IRNSS con una precisión de 2 ns (2.0 × 10 −9 s ) (2 sigma) con respecto a UTC . La medición de distancia láser se está realizando con el apoyo de estaciones ILRS en todo el mundo. El software de navegación está en funcionamiento en INC desde el 1 de agosto de 2013. Todos los parámetros de navegación, como efemérides del satélite , correcciones de reloj, parámetros de integridad y parámetros secundarios, como correcciones de retardo iónico, desfases de tiempo con respecto a UTC y otros GNSS , almanaque , mensaje de texto y parámetros de orientación terrestre, se generan y cargan a la nave espacial automáticamente. La IRDCN ha establecido enlaces terrestres y VSAT entre las estaciones terrestres. A marzo de 2021, la ISRO y la JAXA están realizando experimentos de calibración y validación para la estación de referencia terrestre NavIC en Japón. [58] La ISRO también está negociando con el CNES una estación de referencia terrestre NavIC en Francia. [59] La ISRO está planeando una estación terrestre NavIC en las Islas Cocos (Keeling) y está en conversaciones con la Agencia Espacial Australiana . [60]
Las señales NavIC consistirán en un Servicio de Posicionamiento Estándar y un Servicio Restringido. Ambos se transmitirán en las bandas L5 (1176,45 MHz) y S (2492,028 MHz). [61] La señal SPS será modulada por una señal BPSK de 1 MHz . El Servicio Restringido utilizará BOC(5,2) . Las señales de navegación se transmitirán en las frecuencias L5 (1176,45 MHz) y S (2492,028 MHz) y se emitirán a través de una antena de matriz en fase para mantener la cobertura y la intensidad de la señal requeridas. Los satélites pesarán aproximadamente 1.330 kg (2.930 lb) y sus paneles solares generarán 1.400 W.
El sistema NavIC cuenta con una interfaz de mensajería integrada que permite al centro de mando enviar avisos a una zona geográfica específica. Por ejemplo, se puede avisar a los pescadores que utilicen el sistema sobre un ciclón. [62]
El sistema de Servicio de Posicionamiento Estándar está diseñado para proporcionar una precisión absoluta de posición de aproximadamente 5 a 10 metros en toda la masa continental de la India y una precisión de aproximadamente 20 metros (66 pies) en el Océano Índico, así como en una región que se extiende aproximadamente 1.500 km (930 mi) alrededor de la India. [63] [64] El GPS, a modo de comparación, tiene una precisión de posición de 5 m en condiciones ideales. [65] Sin embargo, a diferencia del GPS, que depende solo de la banda L, NavIC tiene frecuencias duales (bandas S y L). Cuando una señal de baja frecuencia viaja a través de la atmósfera, su velocidad cambia debido a las perturbaciones atmosféricas. El GPS depende de un modelo atmosférico para evaluar el error de frecuencia, y tiene que actualizar este modelo de vez en cuando para evaluar el error exacto. En NavIC, el retraso real se evalúa midiendo la diferencia de retraso de las dos frecuencias (bandas S y L). Por lo tanto, NavIC no depende de ningún modelo para encontrar el error de frecuencia y puede ser más preciso que el GPS. [66]
En 2017, se anunció que los tres relojes atómicos de rubidio suministrados por SpectraTime a bordo del IRNSS-1A habían fallado, reflejando fallas similares en la constelación Galileo de la Unión Europea. [67] [68] La primera falla ocurrió en julio de 2016, seguida poco después por los otros dos relojes del IRNSS-1A. Esto dejó al satélite no funcional y requirió reemplazo. [69] La ISRO informó que había reemplazado los relojes atómicos en los dos satélites de reserva, IRNSS-1H e IRNSS-1I en junio de 2017. [21] El lanzamiento posterior del IRNSS-1H, como reemplazo del IRNSS-1A, no tuvo éxito cuando la misión PSLV-C39 falló el 31 de agosto de 2017. [21] [70] El segundo satélite de reserva, IRNSS-1I, se colocó con éxito en órbita el 12 de abril de 2018. [71]
En julio de 2017, se informó que dos relojes más en el sistema de navegación también habían comenzado a mostrar signos de anomalía, lo que elevó el número total de relojes fallidos a cinco, [21] en mayo de 2018 se informó de la falla de otros 4 relojes, lo que elevó el recuento a 9 de los 24 en órbita. [72]
Como medida de precaución para prolongar la vida útil operativa del satélite de navegación, la ISRO utiliza sólo un reloj atómico de rubidio en lugar de los dos que utilizan los satélites restantes. [21]
A partir de mayo de 2023, [update]solo cuatro satélites son capaces de proporcionar servicios de navegación [73], que es el número mínimo necesario para que el servicio siga operativo. [74]
Para reducir la dependencia de los estándares de frecuencia importados , el Centro de Aplicaciones Espaciales (SAC) de ISRO en Ahmedabad había estado trabajando en relojes atómicos basados en rubidio diseñados y desarrollados localmente . [3] [75] [76] [77] Para superar las fallas de los relojes en los satélites de navegación de primera generación y su posterior impacto en los servicios de posición, navegación y cronometraje de NavIC , estos nuevos relojes complementarían los relojes atómicos importados en la próxima generación de satélites de navegación. [78] [79] [80] [81]
El 5 de julio de 2017, la ISRO y la Agencia Espacial de Israel (ISA) firmaron un Memorando de Entendimiento para colaborar en la calificación espacial de un estándar de rubidio basado en el modelo AccuBeat AR133A y para probarlo en un satélite de la ISRO. [6]
El Departamento del Espacio de la India, en su 12.º Plan Quinquenal (FYP) (2012-2017), declaró que aumentaría el número de satélites en la constelación de 7 a 11 para ampliar la cobertura. [77] Estos cuatro satélites adicionales se fabricarán durante el 12.º FYP y se lanzarán a principios del 13.º FYP en una órbita geoestacionaria con una inclinación de 42°. [82] [83] Además, se inició el desarrollo de relojes atómicos fabricados en la India aptos para el espacio, [76] junto con una iniciativa de estudio y desarrollo para un reloj atómico totalmente óptico (ultraestable para el IRNSS y la comunicación en el espacio profundo ). [75] [77]
La ISRO lanzará cinco satélites de próxima generación con nuevas cargas útiles y una vida útil extendida de 12 años. Cinco nuevos satélites, a saber, NVS-01, NVS-02, NVS-03, NVS-04 y NVS-05, complementarán y aumentarán la constelación actual de satélites. Los nuevos satélites contarán con la banda L5 y S e introducirán una nueva señal civil interoperable en la banda L1 en la carga útil de navegación y utilizarán el Estándar de Frecuencia Atómica de Rubidio Indio (iRAFS). [81] [84] [85] [86] Esta introducción de la nueva banda L1 ayudará a facilitar la proliferación de NavIC en dispositivos inteligentes portátiles y de IoT que cuentan con un sistema de navegación de bajo consumo. NVS-01 es un reemplazo para el satélite IRNSS-1G y se lanzó en GSLV en 2023. [87] [53] [88]
El estudio y análisis del Sistema Global de Navegación de la India (GINS) se inició como parte de las iniciativas tecnológicas y políticas del 12º FYP (2012-17). [75] Se supone que el sistema tiene una constelación de 24 satélites, ubicados a 24.000 km (14.913 mi) sobre la Tierra. A partir de 2013 [update], se completó la presentación reglamentaria para el espectro de frecuencia de las órbitas de los satélites GINS en el espacio internacional. [89] Según el nuevo borrador de política de 2021, [90] la ISRO y el Departamento del Espacio (DoS) están trabajando para expandir la cobertura de NavIC de regional a global que será independiente de otros sistemas similares actualmente operativos, a saber, GPS , GLONASS , BeiDou y Galileo, al tiempo que seguirá siendo interoperable y gratuito para uso público global. [91] La ISRO ha propuesto al Gobierno de la India expandir la constelación para una cobertura global colocando inicialmente doce satélites en la órbita terrestre media (MEO). [34]
La constelación consta de 7 satélites activos. Tres de los siete satélites de la constelación se encuentran en órbita geoestacionaria (GEO) y cuatro en órbita geoestacionaria inclinada (IGSO). Todos los satélites lanzados o propuestos para el sistema son los siguientes:
El proyecto para establecer el IRNSS con un costo de 1.420 millones de rupias fue aprobado por el Gobierno de la Unión en junio de 2006.
La ISTRAC ha establecido una red de estaciones para apoyar a los satélites IRNSS que consta de cuatro estaciones IRCDR (Hassan, Bhopal, Jodhpur y Shillong), 16 estaciones IRIMS (Bengaluru, Hassan, Bhopal, Jodhpur, Shillong, Dehradun, Port Blair, Mahendragiri, Lucknow, Kolkata, Udaipur, Shadnagar, Pune y Mauricio). La ISTRAC también ha establecido el Centro de Navegación ISRO-1, que incluye una instalación IRNWT en Bengaluru y el Centro de Navegación ISRO-2, que incluye una instalación IRNWT en Lucknow.
Brunei, Indonesia, Australia, Rusia, Francia, Japón (IRIMS)
Actualmente, solo cuatro satélites IRNSS pueden proporcionar servicios de ubicación, según los funcionarios de ISRO. Los demás satélites solo se pueden utilizar para servicios de mensajería, como proporcionar advertencias de desastres o mensajes de posibles zonas de pesca para pescadores.
Para determinar la posición y la hora, se requieren un mínimo de cuatro satélites.
NavIC ofrece un servicio de mensajes cortos para los usuarios de la región de la India a través de los satélites IRNSS-1A y 1E.
