為了實現其在衛星導航系統領域的戰略自主,印度於2006年開始研發和建設自己的獨立衛星導航系統。2018年,印度導航星座(NavIC)系統正式投入運行,成為與中國北鬥系統、美國GPS系統、俄羅斯GLONASS系統、歐盟伽利略系統並列的衛星導航系統。主要區別在於,NavIC系統是壹個區域性系統,僅覆蓋印度及其周邊地區。
目前,印度正在大力擴大NavIC在印度智能手機上的安裝和使用。短期內,由於智能手機制造商對R&D和生產成本的擔憂,該政策能否有效實施仍有待觀察;長期來看,科技民族主義已經成為科技企業全球擴張中需要特別關註的地緣政治風險。
2023年4月13日,印度空間技術公司Elena Geo Systems展示了首款由印度自主設計研發的NavIC芯片,與本地衛星導航系統NavIC相結合,可支持高精度導航、定位和授時應用。該公司創始人兼首席技術官韋蘭(Velan)表示,“這種芯片將給印度帶來巨大優勢,因為無論是政府還是私營部門都可以擺脫對美國GPS系統的依賴”。
為了保持其在衛星導航領域的戰略自主性,印度也在努力擴大NavIC系統在智能手機和其他設備中的使用。
1.印度NavIC的發展
NavIC是印度區域導航衛星系統(IRNSS)的運行名稱,由印度空間研究組織(ISRO)開發,該組織是印度航天部下屬的壹個國家航天局,用於軍事和商業目的。該系統完全由印度控制,所有設備均在印度制造,既可支持面向所有用戶的非加密標準位置服務(SPS),也可支持面向印度安全部門的加密受限服務(rs)。
1999印巴嘉吉沖突期間,美國拒絕了印度軍方接入GPS系統的要求,導致印度軍方的制導武器在沖突中無法使用。這壹事件讓當時仍依賴美國GPS系統和俄羅斯GLONASS系統的印度意識到了自己在導航領域的脆弱性,促使印度重點發展自己的衛星導航系統。
2006年,印度政府批準了IRNSS計劃,並撥款6543.8+04.2億盧比(約合2654.38+00萬美元)。預計在2065.438+05年前建立類似美國GPS系統的獨立區域衛星導航系統,覆蓋印度全境及其邊界以外654.38+0500公裏的區域。
2065438年7月1日,IRNSS計劃中的第壹顆導航衛星IRNSS-1A在壹次延遲後成功發射。從2013到2016,印度空間研究組織逐步發射了IRNSS計劃中剩余的導航衛星。
2016年4月28日,最後壹顆計劃衛星irns 1-G發射成功。為慶祝IRNSS項目最後壹顆衛星的成功發射,印度總理達莫達達斯·莫迪將IRNSS重新命名為印度星座導航,簡稱NavIC。然而,在2016年末,印度空間研究組織發現IRNSS-1A衛星上的所有銣原子鐘都出現了故障,無法按照系統設計正常運行。
2065438年8月31日,用於替代IRNSS-1A衛星的IRNSS-1H衛星發射升空,但因設備故障未能到達指定軌道。2065438年4月11日,印度空間研究組織再次發射IRNSS-1I衛星,四天後成功到達預定軌道。
NavIC系統已經正式宣布完成。該系統* * *由7顆有效衛星組成,其中3顆衛星分別位於34 E、83 E和131.5° E的地球靜止軌道上,另外4顆衛星在地球同步軌道上分為兩組,分別與赤道面傾斜29度,分別與經度55 E和168°相交。
除了空間導航衛星,NavIC系統還包括壹系列地面設施,包括用於確定衛星位置的無線電和激光測距設施、與衛星時鐘同步的計時設施、用於檢測衛星狀態的航天器控制設施和數據通信設施。
2065438+2009年4月,印度道路運輸和公路部要求印度所有商用車輛使用基於NavIC系統的車輛追蹤器。2020年,NavIC系統被確認為國際海事組織世界無線電導航系統的組成部分,使商船能夠使用NavIC系統獲取位置信息。
同年,美國《2020國防授權法案》將NavIC系統與歐盟的伽利略系統、日本的QZSS系統壹起納入盟軍導航衛星系統。2021年,印度空間部在年度報告中表示,印度空間研究組織將於2021年至2022年發射NVS-01衛星,以取代IRNSS-1G衛星,但發射計劃已推遲至2023年。
第二,NavIC與世界主要衛星導航系統的比較
NavIC與其他衛星導航系統的主要區別在於使用範圍。目前世界上有六大衛星導航系統,分別是中國北鬥系統、美國GPS系統、俄羅斯GLONASS系統、歐盟伽利略系統、日本準天頂系統(QZSS)和印度NavIC系統。
其中,中國北鬥系統、美國GPS系統、俄羅斯GLONASS系統、歐盟伽利略系統是全球衛星導航系統,可以覆蓋全球。日本的準天頂系統和印度的NavIC系統都是區域衛星導航系統。前者主要覆蓋亞洲和大洋洲,以日本為重點,後者覆蓋印度全境及其境外1500km。
由於應用範圍較小,NavIC系統的衛星網絡仍遠遠落後於其他全球衛星導航系統。截至目前,中國北鬥系統由35顆衛星組成,美國GPS系統由32顆衛星組成,歐洲伽利略系統由30顆衛星組成,俄羅斯GLONASS系統由24顆衛星組成,NavIC系統僅由7顆有效衛星組成。
雖然範圍有限,但NavIC被認為在技術上優於其他衛星導航系統。印度科學家認為,NavIC系統的雙頻技術比僅依賴L波段的GPS系統更先進。導航衛星的低頻信號通過大氣時,大氣的幹擾會改變其速度,從而產生頻率誤差。
由於GPS的單頻技術只依賴於L波段,美國需要依靠不斷更新的大氣模型來評估精確的頻率誤差。NavIC系統主要工作在L波段頻率1176.45 MHz和S波段頻率2492.028 MHz。這種雙頻帶技術使印度能夠通過測量S波段和L波段之間的延遲差來評估實際延遲。
印度空間應用中心(SAC)主任塔潘·米斯拉(Tapan Misra)認為,這使得NavIC在沒有任何模型的情況下尋找頻率誤差,比GPS更準確。
時任印度航天部長的吉滕德拉·辛格(Jitendra Singh)博士在壹份聲明中表示,NavIC的另壹個優勢是其衛星被放置在比美國GPS系統更高的軌道上:NavIC衛星被放置在地球靜止軌道(GEO)和地球同步軌道(GSO)上,高度約為3.6萬公裏,而GPS衛星被放置在中地球軌道(MEO)上,高度約為2萬公裏。
雖然處於更高的軌道可能會削弱衛星信號,但也意味著障礙物更少,有利於提高NavIC系統的精度。據印度空間研究組織稱,NavIC系統提供的位置精度優於20米,計時精度優於50納秒。
第三,導航和智能手機
NavIC系統投入使用後,印度政府壹直在努力擴大其使用範圍。在2021,Sh。印度空間研究組織科學秘書r Umamaheswaran(r Umamaheswaran)在印度國家電信政策研究、創新和培訓研究所(NTIPRIT)電信部的研討會上表示,NavIC系統應該是印度市場上分銷的手機的強制性系統。聯合電信秘書兼DCC主席Shri Anshu Prakash也在會上表示,印度所有手機都必須使用NavlC。
印度並不是第壹個推動本國衛星導航系統與智能手機兼容的國家。俄羅斯試圖強制在俄羅斯銷售的智能手機兼容GLONASS系統,以減少對美國GPS系統的依賴。中國北鬥系統2020年6月建成。雖然沒有強制要求,但到2021,中國制造的智能手機已經有94.5%支持北鬥系統。
雖然印度政府大力推動印度智能手機兼容NavIC系統,但這壹政策短期內未必能有效實施。
首先,印度政府和智能手機制造商的協調失敗了。據路透社報道,在2022年9月的壹次閉門會議中,印度政府試圖推動三星、小米和蘋果等科技巨頭在2023年實現其智能手機產品與NavIC系統的兼容,但遭到了各大科技公司的反對,理由是NavIC系統的兼容需要公司調整其智能手機產品的硬件,這意味著更高的研發和生產成本,短期內難以實現。
印度電子和信息技術部隨後表示,政府還沒有為智能手機在印度兼容NavIC制定時間表,與科技公司的會議是協商性的,此事仍在與所有利益相關方討論中。
其次,芯片供應商的支持並沒有影響到智能手機廠商。為了推動NavIC系統在智能手機中的使用,印度政府壹直與芯片公司保持著密切的合作。2022年9月,臺灣省的芯片公司聯發科表示,在額外硬件的幫助下,其5G手機的所有芯片組都將能夠支持NavIC,該公司預測,兩年內約80%的手機將支持5G。
美國芯片公司高通在壹份聲明中表示,多年來壹直與印度空間研究組織合作,使其芯片組支持NavIC系統,並將繼續這樣做。然而,芯片供應的支持並沒有解決智能手機制造商的擔憂。
香港研究公司Counterpoint的高級半導體分析師Parv Sharma認為,支持NavIC系統的芯片組在印度的使用仍然有限,因為智能手機制造商仍然不願增加額外的硬件和成本來與芯片配合工作。在印度政府的推動下,小米、realme、Oppo、Vivo和壹加等制造商已經開始在印度市場銷售支持NavIC系統的智能手機。
然而,根據CyberMedia Research的數據,從20265438年10月到2022年6月,在印度銷售的總共* * * 2.56億部智能手機中,只有大約2200萬部支持NavIC系統。
最後,智能手機制造商對NavIC系統兼容性的擔憂很難在短期內解決。智能手機制造商主要關心三個問題:
第壹,硬件調整會導致成本上升。在智能手機上兼容NavIC系統,意味著芯片和硬件都需要調整,尤其是支持NavIC雙頻技術的芯片組,會大大增加廠商的研發和生產成本。
第二,2023年1個月的時限對廠商來說太緊了。支持NavIC系統的芯片和硬件調整很難在短時間內實現,因為新技術需要更多的測試和許可,大多數制造商已經為2024年推出的新機型做好了準備。
再次,NavIC系統目前使用的L5頻段在智能手機中並不常見。大部分智能手機使用L1頻段,只有少數機型支持L5頻率。
制造商試圖說服印度政府在NavIC系統中使用L1頻段,因為這將使制造商更容易將NavIC系統集成到支持L1頻段的芯片組中,從而降低自主開發的成本。然而,印度空間研究組織表示,至少在2024-2025年完成下壹階段的衛星發射計劃之前,NavIC系統將無法支持L1波段。
四。結論
作為區域性衛星導航系統,雖然NavIC系統只在印度全境及其1500公裏的邊界區域使用,但其在區域內的位置和授時精度更具優勢。為了保持在衛星導航領域的獨立性,印度努力擴大NavIC的使用範圍,尤其是印度的智能手機都兼容NavIC系統。
由於智能手機制造商對R&D和生產成本的擔憂,有必要繼續跟蹤觀察這壹政策在短期內能否有效實施。但從長期來看,追求關鍵技術的戰略自主性成為國家科技戰略的主要目標,科技民族主義是當前科技企業全球擴張中需要特別關註的地緣政治風險。