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 NavICのロゴ | |
| 原産国 |  インド |
|---|---|
| オペレーター | インド宇宙研究機関 |
| タイプ | 軍事、商業 |
| 状態 | 運用 |
| カバレッジ | 地域（国境から1,500 kmまたは930マイルまで） |
| 正確さ | 3 メートルまたは 9.8 フィート (公開) 2 メートルまたは 6 フィート 7 インチ (暗号化) |
| 星座の大きさ | |
| 名目衛星 | 5 |
| 現在使用可能な衛星 | |
| 最初の打ち上げ | 2013年7月1日 |
| 最後の打ち上げ | 2023年5月29日 |
| 総打ち上げ数 | 10 |
| 軌道特性 | |
| 体制 | 静止軌道(GEO)、傾斜対地同期軌道(IGSO) |
| 軌道高度 | 35,786 km (22,236 マイル) |
| その他の詳細 | |
| 料金 | 2017年3月現在2,246億ルピー（ 2億6,900万米ドル）[1] |
インド地域航法衛星システム（IRNSS）は、運用名をNavIC（Navigation with Indian Constellationの頭字語、またはインドの言語でnāvik 「船乗り」または「航海士」） [2]とし、正確なリアルタイムの測位およびタイミングサービスを提供する自律的な地域衛星航法システムである。 [3]このシステムはインドとその周囲1,500km（930マイル）の地域をカバーし、さらに3,000km（1,900マイル）まで拡張する計画がある。 [4]拡張サービスエリアは、主要サービスエリアと、南緯30度から北緯50度までと東経30度から東経130度までに囲まれた長方形のエリアとの間にあり、国境を越えて1,500～6,000km（930～3,730マイル）の範囲で、一部のNavIC衛星は見えるが、位置を常に正確な精度で計算できるわけではない。[5]システムは現在8機の衛星[6] [7] [8]と地上に待機用の衛星2機で構成されています。[9]
この衛星群は2018年現在軌道上にある。[10] [11] [12] [13] NavICは、民間向けに公開される「標準測位サービス」と、許可されたユーザー（軍隊を含む）向けの「制限付きサービス」（暗号化されたもの）の2つのレベルのサービスを提供する。
インドでは商用車にNavICベースのトラッカーの搭載が義務付けられており[14] [15]、2020年上半期からはそれに対応した一部の消費者向け携帯電話も販売されている。 [16] [17] [18] [19] [20]
NavICシステムの衛星群のサイズを7から11に増やして拡張する計画がある。[21]
背景
このシステムが開発された理由の1つは、敵対的な状況では外国政府が管理する全地球航法衛星システムへのアクセスが保証されないためである。1999年にインド軍がカルギル地域の全地球測位システム（GPS）データを求めるインドの要請を米国が拒否した時のように、このシステムは重要な情報を提供したであろう。[22]インド政府は2006年5月にこのプロジェクトを承認した。[23] [24]
発達
第一世代
このプロジェクトの一環として、インド宇宙研究機関（ISRO）は2013年5月28日、カルナタカ州ビャラルにあるISRO深宇宙ネットワーク（DSN）キャンパス内に新しい衛星航法センターを開設した。 [25]全国に設置された21の測距局のネットワークは、衛星の軌道決定と航法信号の監視のためのデータを提供する。
インドによる完全な管理が目標とされており、宇宙セグメント、地上セグメント、ユーザー受信機はすべてインドで製造される。低緯度に位置するため、低傾斜衛星によるカバーが容易である。3つの衛星はインド洋上の静止軌道上にある。ミサイル標的の特定は、この衛星群の重要な軍事用途となる可能性がある。[26]
プロジェクトの総費用は142億ルピー（1億7000万米ドル）と予想されており、地上セグメントの費用は30億ルピー（3600万米ドル）、衛星1機の費用は15億ルピー（1800万米ドル）、PSLV-XLバージョンのロケットの費用は約13億ルピー（1600万米ドル）である。計画されていた7機のロケットには約91億ルピー（1億900万米ドル）の支出が必要であった。[9] [27] [28]
2機の代替衛星とPSLV-XLの打ち上げの必要性により当初の予算が変更され、インドの会計検査院は費用が224億6,000万ルピー（2億6,900万米ドル）と報告している（2017年3月時点）。[1]
インド宇宙省は、第12次5ヵ年計画（2012～2017年）において、カバー範囲を拡大するため衛星群の衛星数を7基から11基に増やすと表明した。[29]これらの追加衛星4基は第12次5ヵ年計画中に製造され、第13次5ヵ年計画（2018～23年）の初めに傾斜角42度の静止軌道で打ち上げられる予定である。 [30] [31]また、宇宙仕様のインド製原子時計の開発が開始された。[32]同時に、全光型原子時計（IRNSSおよび深宇宙通信用の超安定型）の研究開発も開始された。 [33] [29]
NavIC Signal in Space ICDは2014年9月に評価用にリリースされました。[34]
2019年4月1日より、インドでは全ての商用車にAIS 140準拠のNavICベースの車両追跡システムの使用が義務付けられました。[14] [15]
2019年12月、米国議会は、ガリレオ（欧州）およびQZSS （日本）とともに、NaVICを同盟国の航法衛星システムの一つに指定することに同意した。この承認は、2020年国防権限法の一環として行われた。この提案は、米国防長官が国家情報長官と協議して提出した。[35] [36]
時計の故障
IRNSSシリーズの衛星はイスラエル産のルビジウム 原子時計を利用している。 [24]
2017年、IRNSS-1Aに搭載されていたSpectraTime社が供給したルビジウム 原子時計3基すべてが故障したことが発表された。これは欧州連合のガリレオ衛星群で同様の故障が起きたことを反映している。[37] [38]最初の故障は2016年7月に発生し、その後すぐにIRNSS-1Aの他の2つの時計も故障した。これにより衛星は機能しなくなり、交換が必要になった。[39] ISROは、2017年6月に2つの予備衛星IRNSS-1HとIRNSS-1Iの原子時計を交換したと報告した。[21]その後、IRNSS-1Aの代替としてIRNSS-1Hが打ち上げられたが、2017年8月31日にPSLV-C39ミッションが失敗したため失敗した。[21] [40] 2番目の予備衛星IRNSS-1Iは、2018年4月12日に軌道に乗せられた。[41]
2017年7月には、航法システム内のさらに2つの時計にも異常の兆候が見られ始めたと報告され、故障した時計の総数は5つとなった。[21] 2018年5月にはさらに4つの時計の故障が報告され、軌道上の24個のうち9個が故障した。[42]
航行衛星の運用寿命を延ばすための予防措置として、ISROは残りの衛星に搭載されている2基のルビジウム原子時計の代わりに1基のみを稼働させている。[21]
2023年5月現在、航法サービス[update]を提供できる衛星は4基のみである[43]。これは、サービスが運用を維持するために必要な最小数である[44] 。
インドの原子時計
輸入された周波数標準への依存を減らすために、アフマダーバードのISROの宇宙応用センター（SAC）は、国内で設計・開発されたルビジウムベースの原子時計に取り組んできた。[3] [33] [32] [29]第一世代のナビゲーション衛星の時計の故障と、それがNavICの位置、ナビゲーション、タイミングサービスに与えた影響を克服するために、これらの新しい時計は、次世代のナビゲーション衛星で輸入された原子時計を補完することになるだろう。[45] [46] [47] [48]
2017年7月5日、ISROとイスラエル宇宙機関（ISA）は、AccuBeatモデルAR133Aに基づくルビジウム標準の宇宙認定とISRO衛星でのテストについて協力するための覚書に署名しました。 [6]
これらのクロックはNVSシリーズの衛星で利用されています。[24]
NaVICチップ
軍事および商業用途の両方におけるNavICの範囲要件に従って、国防研究開発機構は技術開発基金制度を通じて、アコード・ソフトウェア・アンド・システムズに、国内向けにカスタマイズされた柔軟なIRNSSネットワークタイミングシステムの構築を委託した。NavICデータを使用して、受信チップはナビゲーション用のインド時間を取得して配信する。インドは現在、このサービスを米国に依存している。[49]
2020年、クアルコムはNavICをサポートするSnapdragon 4Gチップセットを4つと5Gチップセットを1つ発売した。 [50] [51]クアルコムとISROが合意に至った後、NavICはモバイルデバイスでの民生利用が可能になる予定である。[16] [52]既存のハードウェアとの互換性を高めるため、ISROはL1バンドのサポートを追加する予定である。戦略的なアプリケーションのために、ロングコードのサポートも予定されている。[53] [54]
2023年12月7日、クアルコムは、特定のチップセットプラットフォームでNavIC L1信号を有効にすることを明らかにした。クアルコムのロケーションスイートは、最大7つの衛星群を同時にサポートし、Time to First Fix（TTFF）位置取得を高速化して、位置情報サービスを強化します。また、正確な測位のためにNavICのL1およびL5信号をすべて利用します。2024年後半には、クアルコムのチップセットプラットフォームでNavIC L1信号のサポートがさらに追加され、2025年前半にはNavIC L1信号をサポートする商用製品が販売される予定です。[55] [56]
時間枠
2010年4月、インドは2011年末までに6ヶ月に1機の割合で衛星の打ち上げを開始する計画であると報じられた。これにより、NavICは2015年までに機能することになるはずだった。しかし、この計画は遅れ、[57]インドはこれを補うために3機の新しい衛星も打ち上げた。[58]
IRNSSの宇宙セグメントは、「IRNSS-1」という接頭辞を持つ7つの衛星で構成される。7つの衛星のうち最初のIRNSS-1Aは、2013年7月1日に打ち上げられた。 [59] [60] IRNSS-1Bは、2014年4月4日にPSLV-C24ロケットで打ち上げられた。この衛星は静止軌道に投入されている。[61] IRNSS-1Cは2014年10月16日、[62] IRNSS-1Dは2015年3月28日、[63] IRNSS-1Eは2016年1月20日、[64] IRNSS-1Fは2016年3月10日、IRNSS-1Gは2016年4月28日に打ち上げられた。[65]
8番目の衛星IRNSS-1HはIRNSS-1Aの代替として計画されていたが、2017年8月31日に熱シールドがロケットの第4段から分離できなかったため展開に失敗した。[66] IRNSS-1Iはこれを代替するために2018年4月12日に打ち上げられた。[67] [68]
システムの説明
IRNSS システムは、宇宙セグメントと地上支援セグメントで構成されています。
宇宙セグメント
この衛星群は7機の衛星から構成されています。7機のうち3機は、地球表面から約36,000 km (22,000 mi) 上空、東経32.5°、東経83°、東経131.5°の静止軌道( GEO) 上にあります。残りの4機は、傾斜した対地同期軌道(GSO) 上にあります。そのうち2機は東経55°で赤道を横切り、2機は東経111.75°で赤道を横切ります。[69] [70] [71]
地上セグメント
地上セグメントはIRNSS衛星群の保守と運用を担当しており、以下のものから構成されています。[69]
- IRNSS 宇宙船制御施設 (IRSCF)
- ISROナビゲーションセンター（INC）
- IRNSS 範囲および完全性監視ステーション (IRIMS)
- IRNSS ネットワーク タイミング センター (IRNWT)
- IRNSS CDMA 測距局 (IRCDR)
- レーザー測距ステーション
- IRNSS データ通信ネットワーク (IRDCN)
IRSCFはハッサンとボパールのマスターコントロール施設（MCF）で運用されています。MCFはナビゲーションデータをアップリンクし、追跡、テレメトリ、コマンド機能に使用されます。[72] IRSCFの7つの7.2メートル（24フィート）FCAと2つの11メートル（36フィート）FMAは現在、 IRNSS衛星のLEOPおよび軌道上フェーズで運用されています。[69] [73]
ビャラルに設置されたINCは、すべての地上局との遠隔操作とデータ収集を行っています。ISROナビゲーションセンター（INC）は、ビャラル、バンガロール、ラクナウで運用されています。INC1（ビャラル）とINC2（ラクナウ）は、冗長性を備えたシームレスな運用を提供します。[74]
現在16基のIRIMSが運用されており、IRNSSの運用をサポートしています[75]さらにブルネイ、インドネシア、オーストラリア、ロシア、フランス、日本でもいくつかが計画されています。[76] CDMA測距は、4つのIRCDR局によってすべてのIRNSS衛星に対して定期的に行われています。 IRNWTが確立されており、 UTCに対して2ns（2.0 × 10−9s ） （2シグマ）の精度でIRNSSシステム時間を提供しています。 レーザー測距は、世界中のILRS局のサポートを受けて行われています。ナビゲーションソフトウェアは、2013年8月1日からINCで運用されています。 衛星 エフェメリス、クロック補正、整合性パラメータなどのすべてのナビゲーションパラメータと、イオン遅延補正、UTCおよびその他のGNSSに対する時間オフセット、アルマナック、テキストメッセージ、地球方位パラメータなどの二次パラメータは、自動的に生成され、宇宙船にアップロードされます。 IRDCNは地上局間の地上リンクとVSATリンクを確立しました。2021年3月現在、ISROとJAXAは日本でNavIC地上基準局の校正と検証実験を行っています。[77] ISROはまた、フランスのNavIC地上基準局についてCNESと協議中です。 [78] ISROはココス（キーリング）諸島にNavIC地上局を計画しており、オーストラリア宇宙庁と協議中です。[79]
信号
NavIC信号は、標準測位サービスと制限サービスから構成されます。両方ともL5（1176.45 MHz）とSバンド（2492.028 MHz）で運ばれます。[80] SPS信号は1MHz BPSK信号で変調されます。制限サービスはBOC（5,2）を使用します。ナビゲーション信号自体はL5（1176.45 MHz）とSバンド（2492.028 MHz）の周波数で送信され、必要なカバレッジと信号強度を維持するためにフェーズドアレイアンテナを通じて放送されます。衛星の重量は約1,330 kg（2,930ポンド）で、太陽電池パネルは1,400 Wを生成します。
NavICシステムにはメッセージングインターフェースが組み込まれています。この機能により、コマンドセンターは特定の地理的領域に警告を送信できます。たとえば、システムを使用している漁師にサイクロンに関する警告を送信できます。[81]
正確さ
標準測位サービスシステムは、インド全土で約 5 ～ 10 メートルの絶対位置精度、インド洋およびインド周辺の約 1,500 km (930 マイル) に及ぶ地域で約 20 メートル (66 フィート) の精度を提供することを目的としている。[82] [83]比較すると、GPS は理想的な条件下で 5 メートルの位置精度を持つ。[84]ただし、L バンドのみに依存する GPS とは異なり、NavIC には 2 つの周波数 (S バンドと L バンド) がある。低周波信号が大気中を伝わると、大気の乱れにより速度が変化する。GPS は、周波数誤差を評価するために大気モデルに依存しており、正確な誤差を評価するためにこのモデルを随時更新する必要がある。NavIC では、実際の遅延は 2 つの周波数 (S バンドと L バンド) の遅延の差を測定することによって評価される。したがって、NavIC は周波数誤差を見つけるためにモデルに依存せず、GPS よりも正確である可能性がある。[85]
今後の展開
NVSシリーズ
ISROは、新しいペイロードと12年の延長寿命を特徴とする5つの次世代衛星を打ち上げる予定です。5つの新しい衛星、すなわちNVS-01、NVS-02、NVS-03、NVS-04、NVS-05は、現在の衛星群を補完し、増強します。新しい衛星はL5およびSバンドを備え、ナビゲーションペイロードのL1バンドで新しい相互運用可能な民間信号を導入し、インドのルビジウム原子周波数標準（iRAFS）を使用します。[48] [86] [87] [88]この新しいL1バンドの導入は、低電力ナビゲーションシステムを備えたウェアラブルスマートデバイスとIoTデバイスでのNavICの普及を促進するのに役立ちます。NVS -01はIRNSS-1G衛星の代替であり、 2023年にGSLVで打ち上げられました。[89] [72] [90]
ISROは民間のナビゲーション要件向けに合計7機のNVSシリーズ衛星（すでに打ち上げられているNVS-1を含む）を計画している。IRNSSネットワークは、2024年11月現在、インド軍による戦略的使用に限定されている。これらには、L5およびSバンドに加えてL1バンドが装備される。このシステムは、インド国内で10メートル（33フィート）、インド周辺1,500キロメートル（930マイル）の地域で20メートル（66フィート）の精度を提供する。[91] [92]
グローバルインドナビゲーションシステム
全球インド航法システム（GINS）の研究と分析は、第12次5ヵ年計画（2012～2017年）の技術と政策の取り組みの一環として開始された。[33]このシステムは、地球から24,000km（14,913マイル）上空に位置する24機の衛星群を持つことになっている。2013年現在[update]、国際宇宙におけるGINS衛星軌道の周波数スペクトルの法定申請が完了している。[93] 2021年の新しい政策草案によると、[94] ISROと宇宙省（DoS）は、NavICの対象範囲を地域から世界に拡大することに取り組んでいる。これは、現在運用されている他のGPS、GLONASS、BeiDou、Galileoなどのシステムとは独立しており、相互運用可能で世界中の人々が無料で使用できるものとなる。[95] ISROは、インド政府に対して、最初に12機の衛星を中軌道（MEO）に配置することで、衛星群を世界規模に拡大することを提案している。 [53]
衛星一覧
この衛星群は 7 つのアクティブな衛星で構成されています。衛星群の 7 つの衛星のうち 3 つは静止軌道(GEO)にあり、4 つは傾斜対地同期軌道(IGSO) にあります。このシステム用に打ち上げられた、または提案されているすべての衛星は次のとおりです。
IRNSSシリーズ衛星
IRNSSのアニメーション
地球 ・ IRNSS-1B · IRNSS-1C · IRNSS-1E · IRNSS-1F · IRNSS-1G · IRNSS-1I
NVSシリーズ衛星
参照
- ブヴァン
- インド宇宙研究機関
- GPS 支援 GEO 拡張ナビゲーション(GAGAN)
- 準天頂衛星システム(QZSS)
参考文献
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脚注
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外部リンク
- IRNNSプログラム 2022年3月2日アーカイブウェイバックマシン
- 公式ウェブサイト
- ISROのIRNSSプログラム
