Sistema Regional de Navegación por Satélite de la India

Como parte del proyecto, la Organización India de Investigación Espacial (ISRO) inauguró un nuevo centro de navegación por satélite dentro del campus de la Red de Espacio Profundo (DSN) de ISRO en Byalalu , Karnataka , el 28 de mayo de 2013. ^{[ 21 ]} Una red de 21 estaciones de localización ubicadas en todo el país proporcionará datos para la determinación orbital de los satélites y el monitoreo de la señal de navegación.

Se ha manifestado como objetivo el control total por parte de la India, con la construcción en el país del segmento espacial, el segmento terrestre y los receptores de usuario. Su ubicación en latitudes bajas facilita la cobertura con satélites de baja inclinación . Tres satélites estarán en órbita geoestacionaria sobre el Océano Índico . La localización de misiles podría ser una importante aplicación militar para la constelación. ^{[ 22 ]}

Se esperaba que el costo total del proyecto fuera de ₹ 1420 crore (US$149 millones) , con un costo de ₹ 300 crore (US$31 millones) para el segmento terrestre, ₹ 150 crore (US$16 millones) para cada satélite y alrededor de ₹ 130 crore (US$14 millones) para el cohete versión PSLV-XL . Los siete cohetes planeados habrían implicado un desembolso de alrededor de ₹ 910 crore (US$95 millones) . ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}     

La necesidad de dos satélites de reemplazo y los lanzamientos del PSLV-XL han modificado el presupuesto original, y el Contralor y Auditor General de la India informó costos (a marzo de 2017) de ₹ 2246 crore (US$ 235 millones) . ^{[ 1 ]} 

El Departamento del Espacio de la India, en su 12.º Plan Quinquenal (2012-2017), declaró que aumentaría el número de satélites de la constelación de 7 a 11 para ampliar la cobertura. ^{[ 26 ]} Estos cuatro satélites adicionales se fabricarán durante el 12.º Plan Quinquenal y se lanzarán al comienzo del 13.º Plan Quinquenal (2018-2023) en una órbita geosíncrona con una inclinación de 42°. ^{[ 27 ] [ 28 ]} Además, se inició el desarrollo de relojes atómicos indios aptos para el espacio, ^{[ 29 ]} junto con una iniciativa de estudio y desarrollo para un reloj atómico totalmente óptico (ultraestable para IRNSS y comunicaciones en el espacio profundo ). ^{[ 30 ] [ 26 ]}

El ICD de señal NavIC en el espacio se lanzó para su evaluación en septiembre de 2014. ^{[ 31 ]}

A partir del 1 de abril de 2019, el uso de sistemas de seguimiento vehicular basados ​​en NavIC compatibles con AIS 140 se hizo obligatorio para todos los vehículos comerciales en la India. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

En diciembre de 2019, el Congreso de los Estados Unidos aprobó la designación de NaVIC como uno de sus sistemas aliados de navegación por satélite, junto con Galileo (Europa) y QZSS (Japón). La aprobación se produjo en el marco de la Ley de Autorización de Defensa Nacional de 2020. La propuesta fue presentada por el Secretario de Defensa de los Estados Unidos en consulta con el Director de Inteligencia Nacional . ^{[ 32 ] [ 33 ]}

En septiembre de 2008, se informó que SpectraTime recibió un contrato por valor de 4 millones de euros para suministrar relojes espaciales de rubidio a ISRO para el programa IRNSS. ^{[ 34 ]}

En 2017, se anunció que los tres relojes atómicos de rubidio suministrados por SpectraTime a bordo del IRNSS-1A habían fallado, reflejando fallas similares en la constelación Galileo de la Unión Europea. ^{[ 35 ] [ 36 ]} La primera falla ocurrió en julio de 2016, seguida poco después por la de los otros dos relojes del IRNSS-1A. Esto dejó el satélite inoperativo y requirió su reemplazo. ^{[ 37 ]} ISRO informó que había reemplazado los relojes atómicos en los dos satélites de reserva, IRNSS-1H e IRNSS-1I en junio de 2017. ^{[ 38 ]} El lanzamiento posterior de IRNSS-1H, como reemplazo de IRNSS-1A, no tuvo éxito cuando la misión PSLV-C39 falló el 31 de agosto de 2017. ^{[ 38 ] [ 39 ]} El segundo satélite de reserva, IRNSS-1I, fue colocado con éxito en órbita el 12 de abril de 2018. ^{[ 40 ]}

En julio de 2017, se informó que otros dos relojes del sistema de navegación también habían comenzado a mostrar signos de anomalía, elevando así el número total de relojes averiados a cinco. ^{[ 38 ]} En mayo de 2018 se informó de la avería de otros 4 relojes, elevando el recuento a 9 de los 24 en órbita. ^{[ 41 ]}

Como medida de precaución para prolongar la vida útil de los satélites de navegación, ISRO está utilizando un solo reloj atómico de rubidio en lugar de dos en los satélites restantes. ^{[ 38 ]}

A partir de mayo de 2023 Solo cuatro satélites de primera generación eran capaces de proporcionar servicios de navegación , que es el número mínimo requerido para que el servicio se mantenga operativo. ^{[ 42 ]}

A partir de septiembre de 2024 Solo cuatro satélites, IRNSS-1B, IRNSS-1F, IRNSS-1I y NVS-01, eran capaces de proporcionar servicios de navegación . ^{[ 43 ] [ 44 ]}

En julio de 2025, en respuesta a una consulta realizada en virtud de la Ley de Derecho a la Información , la ISRO reveló que cinco satélites IRNSS estaban completamente fuera de servicio, con sus tres relojes averiados. Además, un satélite solo tenía un reloj en funcionamiento y solo dos satélites estaban en pleno funcionamiento. ^{[ 45 ]}

El 10 de marzo de 2026, con la falla del reloj del IRNSS-1F que marcó el final de su vida útil de misión de 10 años, la red de satélites se redujo a solo tres satélites operativos que enviaban datos de posición, por debajo del número mínimo de satélites necesarios para obtener datos de posición precisos. ^{[ 46 ] [ 47 ]} Será parte de cinco satélites de los ocho satélites funcionales restantes, que se utilizarán para proporcionar servicios de mensajería de difusión unidireccional a partir de entonces. India había lanzado un total de once satélites NavIC en ese momento. ^{[ 48 ] [ 11 ]}

Para reducir la dependencia de los estándares de frecuencia importados, el Centro de Aplicaciones Espaciales (SAC) de ISRO en Ahmedabad había estado trabajando en relojes atómicos basados ​​en rubidio diseñados y desarrollados en el país . ^{[ 3 ] [ 30 ] [ 29 ] [ 26 ]} Para superar las fallas de los relojes en los satélites de navegación de primera generación y su impacto posterior en los servicios de posición, navegación y sincronización de NavIC , estos nuevos relojes complementarían los relojes atómicos importados en la próxima generación de satélites de navegación. ^{[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]}

El 5 de julio de 2017, ISRO y la Agencia Espacial de Israel (ISA) firmaron un Memorando de Entendimiento para colaborar en la calificación espacial de un estándar de rubidio basado en el modelo AccuBeat AR133A y para probarlo en un satélite de ISRO. ^{[ 53 ]}

Los relojes son utilizados por la serie de satélites NVS. ^{[ 18 ]} Como parte del Proyecto de Difusión de Horas , supervisado por el Ministerio de Asuntos del Consumidor, Alimentación y Distribución Pública , NavIC reemplazará al GPS como proveedor de hora de referencia en el Laboratorio Nacional de Física de la India a partir de 2025. ^{[ 54 ]}

El microprocesador AJIT, compatible con la arquitectura SPARC V8 ISA y diseñado para aplicaciones robóticas e industriales, fue creado en 2018 por el IIT Bombay . El Ministerio de Electrónica y Tecnología de la Información , el IIT Bombay y Powai Labs, una empresa privada de Mumbai, financiaron el proyecto. Inicialmente producido por Semi-Conductor Laboratory con un proceso de 180 nm, se prevé su producción comercial con procesos de 65 nm y 45 nm. El AJIT funciona a velocidades de reloj de entre 70 y 120 MHz y puede ejecutar una instrucción por ciclo de reloj.

Incluye una unidad de gestión de memoria que almacena y recupera datos de la memoria, así como una unidad aritmético-lógica que realiza operaciones aritméticas y lógicas sencillas. Además, cuenta con una unidad de punto flotante que puede gestionar eficazmente cálculos con cantidades no enteras. Se utiliza una unidad de depuración de hardware para supervisar y controlar el microprocesador con el fin de programarlo. La Sociedad para la Ingeniería e Investigación de Electrónica de Microondas Aplicada incorporará AJIT en los receptores que se están desarrollando para NavIC. ^{[ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]}

De acuerdo con los requisitos de alcance de NavIC para aplicaciones militares y comerciales, la Organización de Investigación y Desarrollo de la Defensa , a través del programa del Fondo de Desarrollo Tecnológico, ha encargado a Accord Software and Systems la construcción de un sistema de sincronización de red IRNSS flexible y adaptado a las necesidades nacionales. Utilizando datos de NavIC, el chip receptor obtendrá y distribuirá la hora india para la navegación. Actualmente, India depende de Estados Unidos para este servicio. ^{[ 58 ]}

En 2020, Qualcomm lanzó cuatro chipsets Snapdragon 4G y un chipset 5G con soporte para NavIC. ^{[ 59 ] [ 60 ]} Se planea que NavIC esté disponible para uso civil en dispositivos móviles, luego de que Qualcomm e ISRO firmaran un acuerdo. ^{[ 61 ] [ 62 ]} Para aumentar la compatibilidad con el hardware existente, ISRO agregará soporte para la banda L1. Para aplicaciones estratégicas, también llegará el soporte para Long Code. ^{[ 63 ] [ 64 ]}

El 7 de diciembre de 2023, Qualcomm reveló que ciertas plataformas de chipsets habilitarán las señales NavIC L1. El paquete de localización de Qualcomm admite hasta siete constelaciones de satélites simultáneamente y permite una adquisición de posición más rápida ( TTFF) para servicios de localización mejorados . También utiliza todas las señales L1 y L5 de NavIC para un posicionamiento preciso. En la segunda mitad de 2024, las plataformas de chipsets de Qualcomm añadirán mayor compatibilidad con las señales NavIC L1, y en la primera mitad de 2025, deberían estar disponibles para la venta productos comerciales compatibles con dichas señales. ^{[ 65 ] [ 66 ]}

La constelación consta de 7 satélites. Tres de ellos se encuentran en órbita geoestacionaria (GEO) en las longitudes 32,5°  E, 83°  E y 131,5°  E, aproximadamente a 36 000 km (22 000 millas) sobre la superficie terrestre. Los cuatro satélites restantes se encuentran en órbita geosíncrona inclinada (GSO). Dos de ellos cruzan el ecuador a 55° E y dos a 111,75° E. ^{[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]}    

El segmento terrestre es responsable del mantenimiento y la operación de la constelación IRNSS. El segmento terrestre comprende: ^{[ 81 ]}

• Instalación de control de naves espaciales del IRNSS (IRSCF)
• Centro de Navegación de ISRO (INC)
• Estaciones de monitoreo de alcance e integridad del IRNSS (IRIMS)
• Centro de Sincronización de la Red IRNSS (IRNWT)
• Estaciones de localización CDMA IRNSS (IRCDR)
• Estaciones de medición láser
• Red de Comunicación de Datos del IRNSS (IRDCN)

El IRSCF está operativo en la Instalación de Control Maestro (MCF), Hassan y Bhopal. La MCF transmite datos de navegación y se utiliza para funciones de seguimiento, telemetría y comando. ^{[ 84 ]} Siete FCA de 7,2 metros (24 pies) y dos FMA de 11 metros (36 pies) del IRSCF están actualmente operativos para las fases LEOP y en órbita de los satélites IRNSS. ^{[ 81 ] [ 85 ]}  

El INC establecido en Byalalu realiza operaciones remotas y recopilación de datos con todas las estaciones terrestres. Los Centros de Navegación de ISRO (INC) están operativos en Byalalu, Bengaluru y Lucknow . INC1 (Byalalu) e INC2 (Lucknow) proporcionan conjuntamente operaciones con redundancia . ^{[ 86 ]}

16 IRIMS están actualmente en funcionamiento y dan soporte a las operaciones de IRNSS. ^{[ 87 ]} Se planea instalar algunos más en Brunei, Indonesia, Australia, Rusia, Francia y Japón. ^{[ 88 ]} Las cuatro estaciones IRCDR realizan mediciones de distancia CDMA de forma regular para todos los satélites IRNSS. El IRNWT se ha establecido y proporciona la hora del sistema IRNSS con una precisión de 2 ns (2,0 × 10 ⁻⁹ s ) (2 sigma) con respecto a UTC . Se realizan mediciones de distancia láser con el apoyo de las estaciones ILRS de todo el mundo. El software de navegación está operativo en INC desde el 1 de agosto de 2013. Todos los parámetros de navegación, como las efemérides del satélite , las correcciones del reloj, los parámetros de integridad y los parámetros secundarios, como las correcciones del retardo iónico, los desfases de tiempo con respecto a UTC y otros GNSS , el almanaque , el mensaje de texto y los parámetros de orientación terrestre, se generan y cargan automáticamente en la nave espacial. El IRDCN ha establecido enlaces terrestres y VSAT entre las estaciones terrestres. A marzo de 2021, ISRO y JAXA están realizando experimentos de calibración y validación para la estación de referencia terrestre NavIC en Japón. ^{[ 89 ]} ISRO también está en conversaciones con CNES para una estación de referencia terrestre NavIC en Francia. ^{[ 90 ]} ISRO está planificando una estación terrestre NavIC en las Islas Cocos (Keeling) y está en conversaciones con la Agencia Espacial Australiana . ^{[ 91 ]}  

Las señales NavIC consistirán en un Servicio de Posicionamiento Estándar y un Servicio Restringido. Ambos se transmitirán en L5 (1176,45  MHz) y banda S (2492,028  MHz). ^{[ 92 ]} La señal SPS se modulará mediante una señal BPSK  de 1 MHz . El Servicio Restringido utilizará BOC(5,2) . Las señales de navegación se transmitirán en las frecuencias L5 (1176,45 MHz) y banda S (2492,028 MHz) y se emitirán a través de una antena de matriz en fase para mantener la cobertura y la intensidad de señal requeridas. Los satélites pesarán aproximadamente 1330 kg (2930 lb) y sus paneles solares generarán 1400 W.     

El sistema NavIC incorpora una interfaz de mensajería. Esta función permite al centro de mando enviar alertas a una zona geográfica específica. Por ejemplo, los pescadores que utilizan el sistema pueden recibir alertas sobre un ciclón. ^{[ 93 ]}

El sistema de Servicio de Posicionamiento Estándar (SPSS) está diseñado para proporcionar una precisión de posición absoluta de aproximadamente 5 a 10 metros en todo el territorio indio y una precisión de aproximadamente 20 metros (66 pies) en el Océano Índico, así como en una región que se extiende aproximadamente 1500 km (930 millas) alrededor de la India. ^{[ 94 ] [ 95 ]} El GPS, en comparación, tiene una precisión de posición de 5 m en condiciones ideales. ^{[ 96 ]} Sin embargo, a diferencia del GPS, que depende únicamente de la banda L, NavIC tiene frecuencias duales (bandas S y L). Cuando una señal de baja frecuencia viaja a través de la atmósfera, su velocidad cambia debido a las perturbaciones atmosféricas. El GPS depende de un modelo atmosférico para evaluar el error de frecuencia y debe actualizar este modelo periódicamente para evaluar el error exacto. En NavIC, el retardo real se evalúa midiendo la diferencia de retardo de las dos frecuencias (bandas S y L). Por lo tanto, NavIC no depende de ningún modelo para encontrar el error de frecuencia y puede ser más preciso que el GPS. ^{[ 97 ]}   

ISRO lanzará cinco satélites de próxima generación con nuevas cargas útiles y una vida útil extendida de 12 años. Cinco nuevos satélites, a saber, NVS-01, NVS-02, NVS-03, NVS-04 y NVS-05, complementarán y ampliarán la constelación actual de satélites. Los nuevos satélites contarán con las bandas L5 y S e introducirán una nueva señal civil interoperable en la banda L1 en la carga útil de navegación y utilizarán el Estándar de Frecuencia Atómica de Rubidio Indio (iRAFS). ^{[ 52 ] [ 98 ] [ 99 ] [ 100 ]} Esta introducción de la nueva banda L1 ayudará a facilitar la proliferación de NavIC en dispositivos inteligentes portátiles y dispositivos IoT que cuentan con un sistema de navegación de bajo consumo. NVS-01 es un reemplazo del satélite IRNSS-1G y fue lanzado en GSLV en 2023. ^{[ 101 ] [ 84 ] [ 102 ]}

ISRO tiene previsto lanzar un total de 7 satélites de la serie NVS (incluido el NVS-1, ya lanzado) para necesidades de navegación civil. La red IRNSS, a partir de noviembre de 2024, se limita al uso estratégico de las Fuerzas Armadas de la India . Estos satélites estarán equipados con la banda L1, además de las bandas L5 y S. El sistema proporcionará una precisión de 10 m (33 pies) dentro de la India y de 20 m (66 pies) en el área circundante de 1500 km (930 millas) . ^{[ 103 ] [ 104 ]}      

El costo aprobado del proyecto de los primeros cinco satélites NVS (NVS-01 a NVS-05) es de ₹ 964,68 crore (equivalente a ₹ 10 mil millones o US$ 110 millones en 2023) sin incluir los costos de lanzamiento. ^{[ 105 ]}  

Según se informó en agosto de 2025, ISRO planea lanzar al menos tres satélites para finales de 2026. Sin embargo, el desarrollo de relojes atómicos de fabricación nacional es un factor que dificulta el lanzamiento. El desarrollo también se está retrasando debido a la necesidad de importar múltiples componentes, lo que genera dificultades en la adquisición. Tras varios casos de fallos en los relojes atómicos, se ha propuesto el uso de cinco relojes atómicos por satélite para futuras unidades. ^{[ 45 ]}

El estudio y análisis del Sistema Global de Navegación de la India (GINS) se inició como parte de las iniciativas tecnológicas y políticas del XII Plan Quinquenal (2012-2017). ^{[ 30 ]} Se supone que el sistema tendrá una constelación de 24 satélites, posicionados a 24 000 km (14 913 millas) sobre la Tierra. A partir de 2013  , se ha completado la presentación reglamentaria del espectro de frecuencias de las órbitas de los satélites GINS en el espacio internacional. ^{[ 106 ]} Según el nuevo borrador de política de 2021, ^{[ 107 ]} ISRO y el Departamento del Espacio (DoS) están trabajando en la expansión de la cobertura de NavIC de regional a global, que será independiente de otros sistemas similares actualmente operativos, a saber, GPS , GLONASS , BeiDou y Galileo, al tiempo que seguirá siendo interoperable y gratuito para el uso público global. ^{[ 108 ]} ISRO ha propuesto al Gobierno de la India expandir la constelación para una cobertura global colocando inicialmente doce satélites en la Órbita Terrestre Media (MEO). ^{[ 63 ]}

• BeiDou : sistema global de navegación por satélite operado por China .
• Galileo : sistema mundial de navegación por satélite operado por la Unión Europea .
• GLONASS – sistema global de navegación por satélite operado por Rusia .
• GPS – sistema global de navegación por satélite operado por los Estados Unidos .
• QZSS : sistema regional de navegación por satélite operado por Japón , con cobertura en la región de Asia-Oceanía .

1. ^ Encuentro de la industria de sistemas de navegación por satélite 2006. Boletín informativo de ISRO Space India. Edición de abril a septiembre de 2006.