【IRNSS】印度本土导航系统再次出现原子钟故障

据太空日报（Space Daily）2017年6月28日报道，印度本土导航系统“IRNSS”遭遇严重问题，6颗卫星上的4个原子钟出现了故障。目前导航系统21个原子钟中总共有7个出现了故障。

铷原子钟由瑞士公司Spectracom制造，印度科学与工业研究理事会（CSIR）将其中的关键技术应用到印度空间研究组织（ISRO）的空间项目中。2016年印度导航系统（IRNSS）中一颗卫星上已有三个原子钟出现故障，但印度科学家表示不会导致太严重的问题，并称欧洲伽利略导航系统也曾于本月初出现铷原子钟和氢微波激射钟故障。

以下是印度本土导航系统的简介。

一、系统现状

印度NavIC系统的发展开始于2006年，当年5月印度政府批准了NavIC计划，投资约3.5亿美元建设由7颗GEO轨道和倾斜地球同步卫星轨道（IGSO）的卫星、地面控制段和用户段组成的区域导航卫星系统，使印度拥有完全自主的军事与民用卫星导航能力。

（1）空间段

NavIC系统拥有7颗卫星，卫星编号从1A-1G。其中3颗卫星位于印度洋上空的GEO轨道，轨道倾角为5°，分别位于东经32°、83°和131.5°。另外4颗采用GSO轨道，轨道倾角为29°，分别位于东经55°和111.75°，从而确保每天的同一时刻都在同一个点上。这样的部署意味着卫星在任何指定的时间点都能被至少一个地面站跟踪到，而且保证在印度境内任何点上都能有机会看到多数卫星。系统在S频段（2492.048MHz）和L频段（L5，1176.45MHz）向用户播发导航服务信号，满足印度军事与民用卫星导航服务的需求；用C频段进行CDMA测距。

（2）地面控制段

地面控制段主要作用是产生和发射导航数据、卫星控制、测距和完好性监控以及授时。主要由ISRO导航中心（INC）、测距与完好性监测站（IRIMS）、CDMA测距站（IRCDR）、NavIC网络授时中心（IRNWT）、飞船控制中心（SCF）、数据通信网络（IRDCN）和激光测距站（ILRS）组成。

INC是地面控制段的控制中心，主要用来产生导航数据；IRIMS完成对NavIC卫星的连续单向测距，确定星座的完好性；IRCDR完成NavIC卫星的精确双向测距；IRNWT则是产生、保持和分配NavIC网络时间；SCF通过遥感跟踪指挥网控制空间段；IRDCN向NavIC网络提供数字通信中枢；ILRS是指应用技术定期对NavIC轨道进行校正。

（3）用户段

用户段是指用户接收机，包括双频NavIC接收机（L5频段和S频段），和兼容NavIC、GPS、GLONASS和Galileo的GNSS接收机。

二、系统服务和性能

与美国GPS系统和俄罗斯GLNOASS不同的是，NavIC为印度及其边境周边1500公里范围内的用户提供精确定位、导航及授时服务，可用于陆基、空中和海上导航、灾情管理、车辆跟踪、舰队管理、手机集成应用、精确授时、勘测和大地测量数据收集，为旅游者提供地面导航辅助、为司机提供视觉和话音导航等，同时也会投入军事以及导弹相关领域的秘密任务。

同美国的GPS系统一样，NavIC也提供两种类型的服务，即标准定位服务和限制服务。前者是面向所有用户开放，精度达到20m；而后者则是针对授权用户的加密服务，精度则达到10m以内，预计可以用于印度军方发射飞弹以及追踪飞机位置等军事用途。

三、NavIC的影响和作用

（1）发展NavIC，摆脱受制于人

印度自主研制的区域导航系统不仅具有民用价值，对其军事建设和军力提升也大有裨益。长期以来，印度军方一直希望借助卫星定位系统提高其精确制导武器的精度。为此，印度军方不得不与美国和俄罗斯分别签订GPS和GLONASS精码/军码的协议，在一定程度上满足军方的需求。但印度并不甘心在卫星导航上受制于人，毕竟使用外国导航定位系统的主动权不在自己手中，非常时期这些国家有可能会关闭导航定位服务或降低服务精度，甚至注入虚假定位信息，使印度的利益受损。为此，印度才倾力打造属于自己的卫星导航系统。NavIC使印度在本国范围内摆脱了对美国GPS系统的依赖。作为印度主要的导航系统，NAVIC能够保证在战时提供精确的定位能力。

（2）NavIC的建成，打破四足鼎力的全球格局

在第七颗卫星成功发射升空后，印度总理莫迪对ISRO科学家进行了表彰，并将IRNSS系统重新命名为“NavIC”。莫迪称，NavIC将惠及印度人民，是科学家们送给印度人民的一份厚礼，全球都将知道NavIC的存在。此外，莫迪还在与ISRO科学家召开的一个视频会议上骄傲地表示，印度现在已经成为全球除美国、俄罗斯、欧洲、中国外，第五个拥有自己的卫星定位系统的国家。他还表示，印度欢迎南亚区域合作联盟（SAARC）的国家使用印度的区域卫星定位系统。

（3）NavIC的应用带动行业发展

随着NavIC在印度的深入发展，其应用也将逐渐渗透到印度社会生活的方方面面，包括NavIC手机定位，指明方向；空中、水面和海上系统中的应用；渔民可以通过NavIC发现鱼群，并规划出一条去鱼群聚集点最经济的路线；使飞机着陆更安全；发生灾难和自然灾害时，如何到达出事点；以及提供火车运行数据等等。

此外，NavIC的建成还将带动国内相关产业的发展。随着组网的成功，印度将致力于用户接收机的研制上。ISRO项目主管说，系统一旦投入商业应用，企业会大批生产接收信号的终端设备。

四、NavIC的未来发展

按照原来制订的印度区域导航卫星的发展计划：第一步发射地球同步卫星组成覆盖印度全境的“区域卫星导航系统”；第二步是实现全球覆盖。印度在2013-2016年间陆续发射了7颗卫星，圆满完成了第一步发展计划。针对印度卫星导航系统发展进度和力度，就其覆盖范围和技术水平而言，NavIC系统是一种可向全球性拓展的区域卫星导航系统，它的建成将推动印度科技飞速发展，而印度也将从“区域卫星导航系统”向印度版“全球卫星定位系统”迈进。