今天，許多基于衛星的導航系統提供地面服務。在不久的將來，這些系統也將為空間服務作出貢獻。在這篇文章中，我們將討論印度區域衛星導航系統（IRNSS）星座現在被稱為印度星座導航（NavIC）導航服務參數和空間使用量（SSV）的。進行仿真，得到接收信號的功率水平和在地球同步軌道（GEO），高地球軌道（HEO），和中地球軌道（MEO）的用戶衛星的數量?；谔炀€的特性，IRNSS系統SSV是定義和模擬的。還討論了此服務的群延遲參數考慮事項。在這里，我們將看一看在未來的空間服務Navic星座的貢獻。
目前衛星導航服務提供商正在通過增加新信號和改進信號結構來改進其服務。許多國家正在發射自己的衛星星座用于導航服務，這將提供他們在地球和周圍空間的服務。今天，導航運營商正在探索：配備導航接收器的其他航天器的位置、速度和時間（PVT）太空服務。它是正在開發超越其原來的目的一個全新的效用。
為陸地、海上和空中應用提供PVT服務。
地球和空間天氣預報、空間飛行器編隊飛行、地球和空間科學研究、月球探測和更遠的探測任務以及軍事應用都將受益于這些新的能力。
在未來，全球導航衛星系統將有兩種類型的服務區域：地面服務量（TSV）和船用海面搜尋器（SSV）。TSV可以被看作是一個外殼，開始在地球的表面，和高達3000公里的高度。衛星天線的主波束覆蓋在TSV的用戶。這意味著PVT的表現對這個地區的所有用戶都是一樣的。發送的定位參數對整個區域是有效的。
是從3000公里高度近似靜止高度延伸的殼，是36000公里。SSV是進一步細分為兩個區域：3000公里至8000公里、8000公里至36000公里（由F.H. Bauer等等，進行額外的資源）?？臻g用戶（SU）將有不同的性能水平，按照每一個高度。在SSV，幾乎所有的導航信號來自于整個肢體衛星。
當沒有導航衛星可用時，用戶可能會經歷周期，接收的功率水平將比陸地用戶弱（TU）。需要提供時間校正。圖1顯示了不同服務區域的外殼。下面的章節將描述Navicj星座，以及Navic空間服務的可用性，信號強度和其他相關細節進行詳細的分析和仿真結果。
印度區域衛星導航系統（IRNSS）/印度星座導航（navic星座IRNSS已經建立，用于GEO和GSO航天器相結合的印度區域導航服務。海軍星座由7顆衛星組成：GEO軌道上的三顆衛星（34°E，83°E和131.5°E），GSO軌道上的四顆衛星與赤道平面傾斜29°，經度交點為55°E; 如圖2所示（參見P. Majithiya等，其他資源）。 所有的衛星在印度地區24小時都可以看到。
該導航系統預計在印度和一個延伸到印度周圍約1500公里的地區將提供優于20米以上的兩個西格瑪的位置精度。
系統提供了兩種類型1）標準定位服務（SPS）和2）限制/授權服務（RS）這兩項服務。
將提供兩個頻率，一個在L5波段和另一個S波段。
空間服務
所有導航衛星天線波束指向的位置（軸）是83度，e 5度n。在服務區域之上為L5地面用戶名義接收功率是157.8分貝/瓦（DBW）。為不同衛星軌道即Heo，地球同步軌道（GSO），GEO、MEO和低地球軌道（LEO），已經進行了模擬，發現導航信號的信號的可用性. 地球同步軌道(GEO)和地球靜止軌道GSO高度衛星更適合。
能夠提供這種服務，因為它提供了更好的覆蓋率和可用性。（L5信號）覆蓋率將超過±28.7度和（S波段信號）24.5度，每個衛星所示的離軸角在圖3。以下各節討論了空間導航服務的各種系統參數。
空間服務量（SSV）
地緣和GSO星座可以對在LEO，MEO HEO和GEO空間用戶提供導航服務。全部衛星天線波束是指向Navic服務區的中心。
最小187.9 – 187.9 最大147.7 – 166.6 LEO軌道用戶
最小186.9 – 187.6 最大135.6 – 154.7 MEO軌道用戶
最小187.9 – 187.9 最大128.0 – 145.5 GSO / GEO軌道用戶
最小187.9 – 187.9 最大144.3 –
表1 0dbi RHCP天線接收功率
?。―BW）
頻段信號
軌道用戶
將在天線的波束中心處提供給地面用戶。 這些衛星也是從地球邊緣的主要以及旁瓣發射的。 基于IRNSS天線增益模式，對于L5和S波段信號，空間服務的覆蓋范圍分別為±28.7度和±24.5度。
接收信號功率電平
所有導航星座的主要服務是陸地，因此它們把主要信號能量集中在地表上。因此，相比于主瓣邊緣處的地面用戶或天線增益圖案的旁瓣，空間用戶的信號功率將更小。各種衛星軌道信號強度也會有所不同。
最小接收功率是通過0 dBi（分貝相對各向同性）模擬輸出測量的圓極化用戶接收天線 。在表1中提供的功率在最壞的軌道位置，在正常的方向上，在外部的最低角度。天線的輻射增益模式是考慮到L波段信號偏離視軸角±28.7度和S波段信號±24.5度的。為每個軌道的用戶最小和最大接收功率0dbi增益接收天線的輸出是通過模擬不同軌道的用戶超過1148的網格點確定如圖4所示
表1給出的功率是任何用戶的任何IRNSS衛星軌道的最壞情況下的功率。對不同軌道的用戶，功率變化范圍（從來自地面用戶名義接收功率為157.8 dBW），在L5和S波段信號分別小于60分貝和42分貝。
衛星的可用性
衛星的數量決定了服務的可用性和性能。在空間服務導航中，至少要向任何類型的軌道用戶提供至少一個衛星信號以維持系統時間。由于衛星可見性是幾何學和統計學的一個問題，模擬是在每個高度上基于網格采樣點1148進行的，如圖4所示。事實上，用戶高度是決定在SSV 中GNSS衛星可見性的主要變量?；趯avic星座仿真，信號的有用性已被確定。表2顯示了L5和S波段信號對無信號、至少一個信號、四個信號和所有七個信號的可用性百分比。圖4顯示了用戶在軌道上不同位置的模擬。LEO軌道上的L5頻段的用戶將在1000公里的高度得到最低四衛星信號該區域66.99%的可用性，GSO軌道的用戶將在海拔36000公里獲得四信號該區域的34.58%可用性。在LEO軌道的S波段用戶將在海拔1000公里的66.99%區域獲得至少四的衛星信號的可用性，和GSO軌道用戶的用戶將在海拔36000公里獲得訪區域49.48%四信號的可用性。HEO（最大70000公里高度）軌道衛星的用戶將獲得比MEO和GSO信號較小的四信號的可用性，在海拔70公里L5和S波段信號分別獲得這個區域的20.73%和23.26%的可用性 。
星座將為HEO用戶提供至少一個信號良好的可用性，即在海拔70.0公里高度L5和S頻段分別為該區域的57.84％和61.50％。MEO軌道用戶四顆衛星將有很好的信號可用度，這是在海拔25000公里，為L5和S波段的服務分別為該區域的58.71%和94.08%。GEO用戶將得到最低數量的
至少有一個和四個數字信號值（如表2所示），但這仍比MEO衛星星座更好。這些可用數字顯示IRNSS星座將在這個服務中發揮更大的作用。
今天，在MEO和GSO /GEO空間飛行器的主要目標是最大限度地提高導航信號的可用性，四 衛星總是為了確保覆蓋范圍內的導航性能。在HEO軌道空間飛行器的主要目標在每時每刻至少是一個導航信號的可用性。這確保了在HEO的所有時間都精確的機載定時，減少了對非常昂貴的時鐘的需求。全球定位系統和伽利略系統聯合使用，平均能在GEO觀測到三顆衛星，其中30%的時間內觀測到四顆衛星。使用所有的星座（GPS、伽利略、GLONASS、BeiDou、QZSS， 和NavIC）使用L1頻段的信號在地球約有95%的時間看到四衛星（見J. Miller等等，其他的資源）。
在IRNSS導航信號傳輸天線是螺旋陣列天線，這將產生最低偏離角振幅和等相線。時延的變化取決于離底角和頻率，因此相位誤差這使得空間導航用戶對地面用戶的延遲差異。這種延遲偏差，簡稱空間用戶延遲（SUD），將在負載測試的時間測量（見P. Majithiya等，其他的資源）。SUD將為空間用戶提供額外的精度，他們正在使用的信號是大于相對于IRNSS衛星8.4度的地球的天底偏角。
這個偏置項是頻率特定的和衛星特有的。
單頻空間用戶應該使用下面的公式來獲得更好的準確性：
在TGD導航數據的第一幀提供給用戶的l5sps單一L5空間的用戶應該使用下面的公式來獲得更好的準確性：
其中，YSL5 = S與L5頻帶平方頻率之比：（fS / fL5）2 =（2492.028 / 1176.45）
單一空間用戶應該使用以下公式來獲得更好的精度
最差情況下的典型導航有效載荷延遲性能w.r.t. SSV用戶的最低點為3nsec。
電離層誤差校正
電離層誤差校正
反映在af0時鐘校正系數中的SV時鐘偏移估計用兩個頻率（SSPS和L5SPS）以及電離層誤差校正是基于有效的PRN碼相位。 因此，在電離層誤差校正中同時使用L5和S的用戶不需要進一步校正。
空間用戶應該使用以下公式來獲得電離層誤差校正：
那里，PR =偽距對電離效應進行了修正
在L5SPS或SSPS頻道上測量的偽距，SUDL5 / S =空間用戶（有效載荷硬件）L5和S頻段信號的延遲c =光速
空間用戶接收器要求
導航接收機設計依賴于良好的信號可見性和高信號強度的假設，當我們嘗試在空間服務量中使用它們時，這兩者都不可用。 在高海拔地區，除了存在極端的信號動態之外，功率水平較弱，信號可見性稀疏，幾何形狀較差。 由于車輛動力學，信號電平和幾何覆蓋的差異，傳統導航接收機不能直接用于SSV。
空間用戶接收機將接收來自主瓣邊緣或旁瓣的信號，因此與地面相比，信號強度服務會減少。
因此，接收機應該非常靈敏，并且應該在低功率信號下工作。 星載接收機必須在其軌道飛行期間處理強大的信號動態，這需要自適應信號處理算法和專門的衛星搜索和選擇策略。 另外，準確的軌道傳播和動態模型傳播車輛狀態估計對于在高空使用導航接收機是必不可少的。 此外，除了使用接地高增益天線之外，還應探索通過多個天線在多個方位跟蹤導航衛星的能力。 還應考慮具有足夠輻射耐受水平的組件。 應考慮功率限制，快速冷啟動能力，快速采集，衛星選擇和載波噪聲密度（C / N0）降低時所有可用信號的跟蹤。
當HEO軌道中的接收機靠近其中一個衛星時，需要解決從時間干擾條件恢復的問題。 HEO接收機最基本的要求是一個強大的導航濾波器和時鐘模型，以便在同時看不到四顆衛星的情況下可以運行。 用戶接收機對空間業務應用的一個主要要求是它應該是多通道和多星座的。
結論
導航空間服務是一個潛在的應用。 對于任何GNSS服務提供商來說，覆蓋全部空間服務量是一個挑戰，所以與其他GNSS信號的兼容性和互操作性是必須的。 對于L5和S波段信號，Navic SSV將分別超過±28.7度和±24.5度的視軸角。 仿真表明，GEO / GSO星座提供了很多合理接收功率的信號。 GEO軌道用戶也可獲得IRNSS信號，接收功率良好。 這篇論文論述了NavIC在這項服務中的貢獻，以便在將來的空間用戶可以計劃一個合適的接收機。 海軍星座可以用于從LEO到GEO和更遠科學和商業計劃的全方位地球軌道飛行任務。
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