于二零二零年六月,中国之北斗导航系统圆满实现网络化建设,自此,中国成为全球继他国之后,第三个具备全面全球定位能力的国家。
然而,在中国成功建成北斗网络后,印度却公开决定不采用北斗服务,并积极研发自身的全球定位体系。
此外,亦有不少印度网络用户在网络上夸耀,声称印度自主研发的定位系统效能超越了美国的GPS与中国的北斗系统。
印度火箭
印度自主研发的定位系统被命名为“印度导航星座”,通常称为“NavIC”。
该系统建造始于1999年。
1999年,印度与巴基斯坦之间爆发了“卡吉尔冲突”。在该战役期间,美国并未给予印度支援,因此对印度停用了GPS服务。
“卡吉尔战争”
基于此役的经验,印度意识到了自主研发定位系统的紧迫性,因此随后展开了“本土定位系统”项目的规划与实施。
至二零零六年,印度当局已核准启动本土导航系统的构建,自此,“NavIC”计划遂告展开。
二零一三年,印度首发了该系统的首颗卫星。截至二零一八年,该平台已成功发射第八颗卫星,排除先前因建设过程受损的卫星一颗,至二零二二年末,“NavIC”印度系统共计有七颗卫星运行于近地轨道上。
然而,印度的“NavIC”系统显然并未就此满足。仿效中国北斗系统的三步走策略,即通过分阶段发射足够数量的定位卫星,印度在首批七颗卫星成功入轨后,亦步入了其卫星导航系统的第二阶段建设进程。
印度定位系统卫星
截至2023年5月,印度已成功发射其首颗“第二代导航卫星”,将其置入近地轨道。
截至当前,印度所研发的“NavIC”系统虽尚未竣工,却已步入正确的轨道。
那么印度网民夸耀该体系较中国之北斗与美国之GPS更为卓越的说法,实际情况是否确实如此?
暂且不论该体系建成后将展现出何种风貌,仅以当前状态而论,此体系的效能尚无法与中美地区的定位系统相匹敌。
定位系统概念图
接着是卫星数目上的差异。中国的北斗卫星网络拥有约六十颗在运行的卫星,构建了一个全面的全球导航体系。
目前,“NavIC”系统仅拥有8颗在轨卫星,因而在轨卫星的数量不足,直接导致了其精确度与覆盖范围等关键性能指标显著低于北斗系统。
为了确保定位系统的精确度达到要求,通常需要借助多颗卫星提供不同方位的角度信息进行定位。从逻辑推演来看,近地轨道卫星群规模的扩大以及布局角度的选择愈发精妙,将显著提升定位系统的准确性。
印度卫星
于公元二零二零年六月,北斗系统甫毕其全球网络之构建,轨行于近地之卫星总数尚不足四十有余,然其定位之精度已达局部区域三米之内,全球广大地域内则在十米之内,实为卓越成就。
截至当前,北斗网络已整合六十颗卫星,其全球定位精确度已臻于正负三米之内,部分地区更显卓越,定位精准度达正负一米左右。
北斗系统模型
那么印度所开发的“NavIC”系统的准确度如何呢?答案位于约±20米的范畴内。
此误差极为显著,即便应用于民用领域,其效能也仅堪用而已;若考量军事用途,则可说其偏离目标已至不可思议的程度。
长期以来,印度各类巡航导弹与弹道导弹的准确性备受质疑,这与该国导航系统精确度息息相关。
于覆盖区域而言,当中国北斗系统通过发射并运营三十颗卫星实现全球网络构建后,其方能被认定为具备全球定位能力的系统。
然而,“NavIC”这套系统于印度而言并未实现全球覆盖,现阶段仍属地区性定位服务。
在印度该体系现时运作的8颗卫星之中,有2颗负责向地面站传送讯号。
定位系统概念图
围绕这两颗卫星,“NavIC”网络在其四周扩展了数千公里的“信号覆盖范围”。据此,该体系的通讯网络广泛延伸至欧亚大陆与非洲地区,其在全球范围内的覆盖面达到了近半球的程度。
然而,无论是中国的北斗系统还是美国的GPS系统,其信号均可遍及全球地表区域。
若“NavIC”系统局限在欧亚大陆内部运营,对于现今的印度而言,其功能已足敷应用。
毕竟印度最初开发该定位系统的初衷,乃是为了在与巴基斯坦交战时具备定位能力。
目前此"NavIC"网络虽未达环球导航范畴,却已实现对南亚次大陆的全面覆盖,确保在与巴基斯坦冲突期间,印度能拥有导航支援系统。
然而,鉴于印度着手启动该系统二期工程的举动,显然意在将之发展为一项全球导航卫星系统。
然而,从全球定位系统的演进历程考量,该体系与北斗系统于二十一世纪初期的效能相仿。
定位系统概念图
鉴于“NavIC”系统所处的现状,即便它已发展成为全球定位系统,与“北斗”系统的竞争也显得颇为吃力。
这需要探讨的概念是,定位技术所采用的频段选择问题。
由于无线电波资源稀缺,为防止人类活动在推进时无序释放无线电波,进而引发不同频段间的干扰,国际电信联盟(ITU)早在初期便制定了严格的无线电频率使用规范。
该导航系统仅能利用五个特定的无线电波段,且存在若干不理想或利用率低的频谱资源。这些频段遵循的是先来先用的原则,如同高速公路中大型货车堵塞了车道,后到的国家便难以获取使用机会。
在北斗一号系统竣工之际,这三个国家——美国、俄罗斯与中华人民共和国——各自锁定了这五个波段。
北斗系统模型
因此,若印度意欲构建其全球导航系统,其策略唯有两种:一是利用无线电频谱中的剩余资源,二是与现存系统所在国展开合作,尝试在已分配的频率范围内优化配置。
印度采纳了后者。1575.420MHz与1176.450MHz。
印度“NavIC”体系采纳与GPS相同的频段,此设定极易引发两者间的相互干扰问题。
此外,"NavIC"系统的此问题还可能引发后续功能的局限性。
定位系统概念图
例如在自动驾驶范畴内,定位系统亦不可或缺。"NavIC"系统的无线电信号方面存在缺陷,这将在其技术进阶过程中引发额外的技术挑战。