印度時間2013年7月1日23時41分,印度區域衛星導航系統IRNSS首顆衛星IRNSS-1A在印度東南部的薩迪什達萬航天中心成功發射。這預示著印度區域導航衛星系統開始為印度及其邊境周邊1500~2000km範圍內的陸地、空中和海洋用戶提供精確定位、導航及授時服務。
印度IRNSS 系統由7顆衛星組成,空間信號可以覆蓋整個印度,但從本質上來說,IRNSS 系統是一個典型的 GPS增強系統,它的信號體制必須與 GPS保持高度一致,其使用的擴頻碼也是和 GPS同一碼組,並且必須向美國國防部申請授權。
儘管如此,IRNSS-1A衛星的成功發射還是讓印度舉國陷入狂歡之中。印度總理辛格馬上發表講話,稱這是「印度空間技術發展的重要里程碑,志著印度進入了一個空間應用的新時代"。《印度時報》也發表評論員文章,稱印度"通過發射7顆導航衛星,降低了對美國、俄羅斯導航服務的依賴。IRNSS系統兼具軍用和民用職能,因此將推動印度科技飛速發展,提高印度在國際上的競爭力。」
印度上下為什麼會對一顆導航衛星的成功發射而如此興奮和激動呢?
從軍事上說,衛星導航系統在現今世界的多次局部戰爭中取得了引人注目的戰略和戰術效果,特別是在1991年美國為首的多國部隊對伊拉克的"沙漠風暴"中,當時尚未健全的GPS全球定位系統就已經大放異彩,讓美軍可以輕鬆的打擊伊拉克境內的任何目標。從這次戰爭開始,衛星導航定位系統便被視為現代化戰場上決定戰爭勝負的重要力量。
印軍近年來充分認識到衛星定位技術對未來信息戰的支撐作用,也有建設一支信息化軍隊的雄心,所以印度將發展中遠程精確制導武器當作強軍的重點,而這除了先進的軍工技術外,衛星導航、制導能力更是不可或缺。擁有了自己的導航系統,將使印度現役的「烈火」系列中遠程飛彈不再依賴相對落後的紅外製導等方式,而是能夠完全依靠自己進行衛星制導,這種躍進幾乎是天翻地覆的改變。
之前,印度沒有自己的全球定位系統,不得不與美國和俄羅斯簽訂協議,使用美國的GPS系統和俄羅斯的GLONASS系統。這雖然在短期內可以滿足印軍的需求,但長期受制於人,顯然不是夢想成為聯合國安理會常任理事國的印度所甘願的,更不要說如果有朝一日美、俄向印度關閉導航定位服務,後果不堪設想。
IRNSS系統由空間段、地面控制段以及用戶段組成,其中空間段由7顆導航衛星組成導航星座。地面控制段包括控制主控站、系統時間基準中心、監測站、上行信號注入站以及系統數據通信網絡組成。用戶段是印度所有的軍用和民用接收機,這些接收機可以安裝在飛彈、飛機、艦船等武器裝備上,也可以安裝在士兵的手持儀器中。
為了便於控制,印度區域導航衛星採用印度I-1K衛星平台設計,衛星主承力結構為復合材料中心承力筒,控制系統採用三軸姿態穩定設計,以確保太陽光線始終垂直於衛星太陽帆板。
IRNSS系統7顆衛星中,有3顆GEO衛星和4顆IGSO衛星。3顆GEO衛星定點於東經34°、83°和132°,4顆IGSO衛星處於兩個軌道面上,覆蓋範圍為東經40°~140°和緯度±40°之間,可以為用戶發播單頻和雙頻導航信號,其定位精度優於10米。
IRNSS系統利用星載原子鐘產生時間和頻率基準信號,導航信號結構與GPS信號類似 ,都是利用相控陣天線播發S頻段和L5頻段兩種導航信號,通過相控陣天線廣播L頻段和S頻段信號導航。
印度IRNSS衛星導航系統雖然起步較晚,但IRNSS於2015年組網完成後,已具備全天候、高精度的自主導航能力,擺脫了對美國GPS系統的依賴,並且經過近年來星座的擴充調整,已發展為覆蓋全球的衛星導航定位系統。
北斗衛星導航定位系統,是我國自主研發的、向全球用戶提供高質量的定位、導航和授時服務的衛星導航定位系統,具有三大功能:實現快速定位、進行簡短通信,以及精密授時。
北斗衛星導航系統由35顆衛星組成,包括5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星。「北斗」水平定位精度為10m,差分定位的精度在2m以內,定位的響應時間在1秒以內,一次性定位的成功率達到95%以上。
北斗系統在2012年底正式開通服務以來,為全世界的用戶提供了高精度的導航定位、短報文通信以及授時服務,北斗已經深入拓展到各個行業領域,突破了國外先進技術的壟斷,占據了導航定位領域一定的市場份額,為我國的經濟建設、國防建設及搶險救災等發揮了重要作用。
北斗系統接下來的目標,是繼續提升系統能力和服務性能,進一步推動高精度、高完好、導通融合等多樣化特色服務在全球落地,為未來智能化、無人化發展提供核心支撐。
相比來說,印度IRNSS衛星導航系統起步較晚,目前處於衛星組網階段,系統的定位精度在印度洋區域不大於20米,在印度本土及鄰近國家定位精度不大於10米,比起北斗水平定位精度為10m,差分定位的精度在2m以內的水平,還有一定的差距。
不過,IRNSS先服務於印度次大陸,再向全球發展這種循序漸進的方式倒是非常明智的。這也是咱們「北斗」發展思路。從覆蓋範圍和技術水平來看,IRNSS系統同「北斗」均是可向全球性拓展的區域衛星導航系統,但是「北斗」2012年就已實現對亞太地區提供服務,就這個角度而言,「北斗」至少領先IRNSS系統5年。
同時,印度距離赤道較近,其受地磁環境影響較大,建立精確實時的電離層模型和對流層模型技術比較困難,所以目前印度將主要研究方向放在了對電離層、對流層模型的實時精確化研究上,暫時沒有精力去實現星地時間同步等技術等核心技術的突破。
2018年,《國際航天》雜誌指出,印度還不具備建立全球衛星導航定位系統的資金和實力,IRNSS也面臨極大的技術難題,在原子時標準、星地時間同步等技術上,印度主要依靠與美、俄的合作。如果印度在這一核心技術上無法自主突破,IRNSS將無法實現它在軍事領域中的戰略意義。