印度既没有使用美国的GPS导航系统,也没有使用俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)系统,在使用本国研发的IRNSS导航系统,我们称之为区域性卫星导航系统,由此看来,印度虽然经常购买俄罗斯、美国的军工产品,但依然没有使用这两国的卫星导航,在涉及到国家战略安全问题上,任何一个国家都会从长远角度来考虑,不会与它国进行战略合作,不受它国的刁蛮和制约。
印度IRNSS是一种自治的区域卫星导航系统,到目前为止也能为本国提供准确的实时定位和计时服务,覆盖整个印度国土,并向其周围延伸1500公里在的区域,未来还有进一步扩展计划,延伸的服务区域位于矩形区域之间,由边界南北1,500 至6,000公里(930至3,730英里)围绕,与南纬30至北纬50,东经30至130°,基本上覆盖亚太地区,包含我国。如下图
印度为了建立自己的导航系统,总计发射了9颗卫星,目前有两颗卫星出现了故障,由七颗卫星组网,其中还包含两颗备用卫星。未来计划扩大到14颗卫星才算是完成组网任务。如下图:
印度IRNSS导航系统的发展也经历了一波三折,他们使用的是从瑞士购买的时钟,2013年7月1日发射了IRNSS-1A第一颗卫星,到2016年7月这颗卫星时钟出现了故障,卫星无法正常工作,需要更换,随后于2017年6月又更换了两颗备用卫星IRNSS-1H和IRNSS-1I的原子钟。
2017年7月,导航系统中的另外两个时钟也开始出现异常迹象,从而使出现故障的时钟总数达到五个,2018年5月另外四个时钟出现故障,24个轨道中的9个时钟出现故障。
时钟是导航系统中的关键部件,没有它授时,定位无从谈起,这一连串的时钟故障让印度吃尽了苦头,这也让笔者回想起我们国家北斗导航系统也是有从瑞士引进时钟的想法,当时西方国家对我国进行封锁,它们不卖给我们国家,没有办法我们历经一年的研制,终于搞出了自已的时钟产品,可是今天的印度呢,至今IRNSS-1A卫星原子时钟损坏了,只是用于短消息和广播服务了。
IRNSS-1H这颗卫星发射时有效载荷整流罩未能分离,也未能达到预期的轨道,这颗卫星废了。上表。
印度目前正在运转的整个IRNS导航星座由七颗活动卫星组成,星座中的七颗卫星中的三颗位于对地静止轨道(GEO)中,四颗位于倾斜地球同步轨道(IGSO)中,卫星轨道如下:
放大一下围绕地球运转的卫星。
印度太空部也有一揽子计划,未来将星座中的卫星数量从7个增加到14个,以扩大覆盖范围。并开始着手研制自己本国制造的原子钟,以及针对全光原子钟(对于IRNSS和深空通信非常稳定)的研究和开发计划。
更大的宏伟计划是要开发全球印度导航系统(GINS),计划由24颗卫星组成的星座,位于地球上方24,000公里,作为2013年的法定备案的频谱在国际空间GINS卫星轨道上的已经完成。
印度IRNSS导航系统与我国北斗导航系统相比较,印度正处于向我国北斗二号迈进的这个阶段,我国北斗导航系统经历三个的阶段。北斗一号发射了4颗对地静止卫星,其中有两颗是备份,目前全部退役。下图绿色是北斗一号组网的卫星,黄色是北斗二号系统组网的卫星
北斗二号组网于2004~2012年,形成区域服务能力,截至2012年底前共发射16颗卫星,其中3颗已经退役、1颗在轨维护,2016~2019年又发射4颗备份卫星。目前包括备份卫星在内共17颗卫星正常工作,其中7颗GEO卫星,7颗IGSO卫星,4颗MEO卫星。
通过以上对比,印度IRNSS导航系统发展目前处于初级发展水平,如果把所有14颗卫星全部发射完成,相当于我们的北斗二号系统,目前因为时钟还不稳定,这个烂摊子难以收拾,所以说未来印度要想组网,还要把现在运行的卫星全部替换,时钟稳定性有可能提高,才不会找他们的麻烦。
通过印度IRNSS导航系统的发展历程,耳边又想起了毛主席的谆谆教诲:独立自主,自力更生,奋发图强。尊重科学,不迷信洋人,不迷信权威。中国一定要用勤劳的双手建设好自己的国家。
印度其实也有很多的先进武器,印度的一些导弹发射也需要导航系统,所以印度军队和美国以及俄罗斯签订了获取GPS和格洛纳斯系统军码的协定,以满足印度军队的作战需求。
其实印度有自己的区域导航系统,这个导航系统是由印度空间研究组织发展的自由区域型卫星导航系统,印度政府对这个系统有掌控权,如果发生战争的话,印度可能无法获取GPS信号,所以也需要自己的导航系统,印度区域导航系统会提供两种服务,包括提供特定授权使用者的限制性服务,以及民用的标准定位服务。
现在这个系统正在发展之中,印度的卫星区域导航系统很有可能是世界上第4个投入实际应用的卫星定位系统,但是覆盖范围和技术水平是没有我国北斗系统那么高的,现在北斗系统组网已经完成,在科技上要领先印度的卫星区域导航系统5~10年。
现在印度方面看到我国北斗系统组网完成,也非常的着急,不过印度方面还是有自己的设计方案,在7颗卫星导航系统组网完成以后,印度的区域卫星导航系统将会提供印度及周边1500公里范围内的精准定位和导航服务,印度希望自己的卫星导航系统能够和GPS水平相当。
那么现在印度的这种卫星导航系统处于什么发展阶段呢?
第一,印度的这个卫星区域导航系统首先要完成的是区域性建设,主要范围是印度国内和周边地区,最重要的就是克什米尔地区,因为印度边境地区事务非常多,这种卫星导航系统主要是为军队服务的,在民用方面主要是使用美国的GPS,因此印度的区域卫星导航系统,主要为印度军队提供服务。第1阶段就是把作战区域覆盖,让自己的导弹能够顺利发射。
第二,印度计划在地球两端的南北极上空各发射两颗卫星,在赤道附近发射三颗卫星,这样就能够实现全天候覆盖印度及周边1500公里范围内的卫星定位与导航。其实印度的卫星要想覆盖全球是很困难的,我国的北斗系统有35颗卫星,而美国的GPS有24颗卫星,这并不能代表美国的GPS更先进,只是因为美国的GPS卫星发射的更早,早就占用了最好的轨道,后来我国发射的卫星不能和美国的轨道重叠,所以需要多发射一些卫星。
印度方面如果想让自己的区域卫星导航系统覆盖全球的话,就必须发射更多的卫星,主要是太空中最好的轨道位置,已经被其他国家占用了。
第三,印度方面计划完成区域轨道卫星计划之后再拓展全球性的发展,计划在区域建设完毕之后发射10颗左右的卫星,对全球主要地区进行精准覆盖。虽然印度的计划是很好的,不过印度的火箭发展水平很有限,到现在都没有完成整体图网。截至目前,仅仅能够满足印度军方的需求,要想拓展到民用,还有很长的一段路要走。
由此可见,印度的区域导航系统和我国的北斗系统相差很远,印度最少需要10年以上的时间才能赶超我国。当然印度有很多人表示他们国家能够用最少的卫星完成组网,技术含量位居世界第二,但是这种说法是很片面的。现在印度军方也是在使用俄罗斯的格洛纳斯系统,还有少部分使用美国的GPS,至于发射导弹的时候使用哪个系统,那只有印度人自己知道了。印度方面和俄罗斯合作研发了布拉莫斯导弹,所以最有可能使用俄罗斯的格洛纳斯系统。
1999年印度和巴基斯坦在克什米尔的卡吉尔地区发生大规模军事冲突,由于印巴双方都与美国有着紧密的联系,并且各自都拥有核武器,为了防止核战争的爆发,美国切断了当地的GPS信号,这使得双方的飞机和导弹都失去了准确定位,最后只能使用轻武器和火炮进行作战,从而限制了冲突的规模。但是印度和巴基斯坦通过这次冲突都认识到了卫星导航系统对于自身的重要性,巴铁在此后迅速加入到中国的北斗系统研制之中,并成为第一个使用北斗系统的海外国家。印度在之后曾经寻求过美俄的帮助,但是始终接触不到核心技术,最后不得不启动了国产卫星导航系统的研制,这一点和当年的中国非常像。
印度的区域导航系统名为IRNSS,是Indian Regional Navigation Satellite System(印度区域卫星导航系统)的简称,这套系统一共由七颗卫星组成,其中四颗位于南北极的静止轨道,另外三颗则始终处在印度上空的地球同步轨道。由于卫星数量太少,并且主要卫星都在印度上空,IRNSS只能提供印度和其周边1500千米范围内的定位。得知中国北斗三号全球组网以后,印度不甘落后,打算在下一个五年计划中继续发射10颗卫星实现全球组网,野心不可谓不大。
有理想是好的,但是能不能实现又是另一个问题了。印度表面上虽然具备卫星发射制造和发射能力,实际上这种能力很大程度上依赖于外国专家的帮助,今年疫情以来,由于国际航班的中断,印度至今为止没有进行任何一次航天发射任务,这不正说明了问题吗?即便能够正常发射卫星,印度一年的火箭升空数量也不过6发左右,除去商业发射和其他任务,要发射十枚导航卫星至少也需要6到七年时间。
更为重要的是,印度虽然号称自主研制卫星导航系统,但是连最核心的原子钟都只能依赖瑞士进口。2016、2017、2018年印度三颗导航卫星上的五台铷原子钟出现故障,至今只有一颗卫星被替换,其他卫星只能将就着继续使用。由于进口原子钟都是被降低了标准的,所以印度导航卫星的精度也不够高,在印度国内的最高精度只有约10米,相比于GPS的米级和北斗三号的厘米级,差距实在太大。
▲印度打算自己制造原子钟,但是什么时候能成功还是个未知数
印度对于IRNSS导航系统的投入已经达到了3.15亿美元,每颗卫星的成本约为两千万美元,而印度航天每年的投入也不过15亿美元,其中很大一部分还要用于民用卫星发射,印度航天的经费实际上并不充足,因此除了军用之外,印度一直在推广IRNSS系统的商用化,以求获得盈利。从2019年开始,印度所有车辆都被强制安装基于IRNSS的跟踪系统,高通在随后也推出了460、720G、662等三款支持IRNSS系统的手机芯片,但是从市场反应来看,由于性能不稳定,定位精度太差,这些商用产品并没有取得成功。这样一款无论是军用和民用都难以打开市场的定位系统,印度要投入巨资实现其华而不实的全球覆盖,真的要好好掂量掂量。
印度现在建立了一个区域卫星导航系统,对于这个系统印度拥有完全的掌控权,主要是为印度的军方提供服务。当然现在印度也可以使用美国的GPS。
由于印度之前购买了很多俄罗斯的武器,所以印度也可以使用俄罗斯的格洛纳斯系统。但是为了保证印度的国家安全,印度还是要建立自己的区域卫星导航系统。目前印度的区域卫星导航系统提供两种服务,一种是军用服务,另一种是民用的标准定位服务。
印度的区域卫星导航系统主要是为军方服务
该区域卫星导航系统是在印度军方的支持下研发出来的,印度一直希望能够借助卫星定位系统提高其导弹的精确制导能力,所以印度分别同美国以及俄罗斯签订了获取美制GPS和俄制格洛纳斯的军码协定。
当然这些国外的导航系统并没有掌握在印度自己手里,为了改变在卫星导航方面的被动地位,印度决定建设自己的导航系统。
现在印度的这个导航系统能够为印度及周边1500公里范围内的用户提供精确定位服务。值得注意的是,印度也有自己的野心,那就是用最少的卫星建立起全球卫星定位系统。
按照印度的计划,区域卫星导航系统的组网工作现在正在进行,第1步是发射地球同步卫星组成覆盖印度全境的导航系统,印度空间研究组织准备在2013-2015年,发射7颗国产卫星,在南北极上空各发射两颗,在地球中部赤道附近发射三颗,这样就能够基本上覆盖印度及周边区域。
第2步就是把这个区域卫星导航系统拓展为印度版的全球卫星定位系统。印度计划在2015年初步建成国产区域卫星导航系统之后,再发射10颗导航卫星,达到30颗卫星,从而形成印度版的全球卫星定位系统。
印度会建设全球定位系统,现在处于中级阶段
从上面的信息我们可以看出,印度的卫星定位系统还处在初步阶段,所以现在印度卫星能够覆盖的范围主要是印度本土及印度洋。
之所以印度如此重视这个卫星导航系统,主要是为了准确分析克什米尔以及印度洋地区的情况。目前印度民间的卫星服务还是由美国的GPS负责,印度自己的卫星区域导航系统主要为军方提供服务。
现在欧洲的伽利略系统还没有全面完成,按照印度的发展规划,可能会比欧洲的伽利略系统完成的更快,应该是继我国北斗卫星定位系统之后,第4个投入使用的全球定位系统。总的来说,印度的卫星导航系统和GPS系统都是一种可以向全球拓展的卫星导航系统。
我国的北斗卫星现在已经完成了组网,能够为军方和民间提供非常准确的服务。目前北斗卫星开始提供商业化的服务,去年已经实现了对亚太地区的覆盖,而今有很多国家参与其中。现阶段我国的北斗系统正在追赶美国的GPS,整体实力已经超过了格洛纳斯和伽利略。
印度卫星导航系统至少落后北斗系统5年以上
可以说印度的区域导航系统落后北斗系统5~10年,现在印度的火箭技术发展的比较快,在2016年印度空间研究组织成功的用极轨卫星运载火箭发射新的导航卫星,展现了印度火箭技术的进步。
印度最终的计划是用24颗卫星组网,这些卫星一般位于地球上方2.4万公里处,可以说比我国用的卫星还要少,所以说很难确定印度方面的卫星能够准确的为印度民间提供服务。
现在印度如果把14颗卫星发射完毕,水平将相当于我国北斗2号的水平,但总的来看印度的这个区域卫星定位系统还不是特别稳定。印度民众普遍认为,他们用最少的卫星实现了最大的成果化,但是事实情况是印度的区域卫星导航系统可靠性存疑,所以暂时没有在民间推广大范围的服务。
目前印度民众使用的基本上都是美国的GPS,但是有很多民众都自认为使用了本国的卫星导航系统。印度的宣传部门门调非常高,特别喜欢宣传印度的火箭技术,所以印度民众所认知的区域卫星导航系统和这个系统真实的水平偏差很大。
由于印度区域卫星导航系统的时钟不稳定,因此要想达到高精度的水平,就得把现在运行的卫星全部替换掉,显然这是一项比较浩大的工程。