IRNSS

**인도 지역 위성 항법 시스템**(Indian Regional Navigation Satellite System, **IRNSS**)은 운영 명칭 **NavIC**(Navigation with Indian Constellation의 약자, 또한 인도 언어들로  '선원' 또는 '항해사'를 의미)으로 불리는 독자적인 지역 위성 항법 시스템으로, 정확한 실시간 위치 측정 및 시간 서비스를 제공한다. 이 시스템은 인도와 그 주변  영역을 포괄하며, 향후 까지 확장할 계획을 가지고 있다. 확장 서비스 영역은 주 서비스 영역과 남위 30도에서 북위 50도, 동경 30도에서 동경 130도 사이의 직사각형 영역 사이, 국경 너머  지점에 위치하며, 이곳에서는 일부 NavIC 위성이 보이지만 보장된 정확도로 위치를 항상 계산할 수 있는 것은 아니다. 이 시스템은 현재 8개의 위성군으로 구성되어 있으며, 지상에 대기 중인 2개의 추가 위성이 있다.

위성군은 2018년 현재 궤도에 진입해 있다. NavIC은 두 가지 수준의 서비스를 제공하는데, 민간용으로 개방되는 "표준 위치 서비스(standard positioning service)"와 승인된 사용자(군대 포함)를 위한 "제한 서비스(restricted service, 암호화된 서비스)"가 그것이다.

인도 내 상용차에는 NavIC 기반 추적기 장착이 의무화되었으며, 이를 지원하는 일부 소비자용 휴대 전화가 2020년 상반기부터 출시되었다.

위성군 규모를 7개에서 11개로 늘려 NavIC 시스템을 확장하려는 계획이 있다.

## 배경
이 시스템이 개발된 이유 중 하나는 적대적인 상황에서 외국 정부가 통제하는 범지구 위성 항법 시스템에 대한 접근이 보장되지 않기 때문이다. 실제로 1999년 카르길 전쟁 당시 미국이 중요한 정보를 제공할 수 있었던 범지구 위치 결정 시스템(GPS) 데이터를 제공해 달라는 인도의 요청을 거부한 사례가 있었다. 인도 정부는 2006년 5월에 이 프로젝트를 승인했다.

## 발전 과정

### 1세대 (IRNSS 시리즈)
프로젝트의 일환으로 인도우주연구기구(ISRO)는 2013년 5월 28일 카르나타카주 뱔랄루에 위치한 ISRO 심우주 네트워크(DSN) 캠퍼스 내에 새로운 위성 항법 센터를 개소했다. 인도 전역에 위치한 21개의 거리 측정국 네트워크가 위성의 궤도 결정 및 항법 신호 모니터링을 위한 데이터를 제공한다.

우주 부문, 지상 부문 및 사용자 수신기를 모두 인도에서 제작하여 완전한 인도의 통제권을 확보하는 것이 목표로 설정되었다. 저위도에 위치한 지리적 특성은 저궤도 경사각 위성을 통한 포괄을 용이하게 한다. 세 개의 위성은 인도양 상공의 정지 궤도에 배치된다. 미사일 조준은 위성군의 중요한 군사적 응용 분야가 될 수 있다.

프로젝트의 총 비용은 로 예상되었으며, 지상 부문 비용은 , 각 위성 비용은 , PSLV-XL 버전 로켓 비용은 약 였다. 계획된 7개의 로켓 발사에는 약 의 지출이 수반될 예정이었다.

두 개의 교체 위성과 PSLV-XL 발사의 필요성으로 인해 원래 예산은 변경되었으며, 인도 감사원(CAG)은 2017년 3월 기준 비용을 으로 보고했다.

인도 우주국은 제12차 5개년 계획(FYP, 2012~17)에서 포괄 범위를 확장하기 위해 위성군 수를 7개에서 11개로 늘리겠다고 밝혔다. 이 추가적인 4개의 위성은 12차 5개년 계획 기간 중에 제작되어 13차 5개년 계획(2018~23) 초기에 경사각 42도의 지구 동기 궤도로 발사될 예정이다. 또한, 우주 환경에서 사용 가능한 인도산 원자 시계 개발이 시작되었으며, (IRNSS 및 심우주 통신을 위한 초정밀) 전광 원자 시계의 연구 및 개발 이니셔티브도 함께 진행되었다.

NavIC의 우주 신호 인터페이스 제어 문서(ICD)는 2014년 9월에 평가를 위해 공개되었다.

2019년 4월 1일부터 인도 내의 모든 상용차에는 AIS 140 표준을 준수하는 NavIC 기반 차량 추적 시스템 장착이 의무화되었다.

2019년 12월, 미국 의회는 NaVIC을 유럽의 갈릴레오 및 일본의 QZSS와 함께 자국의 동맹국 위성 항법 시스템 중 하나로 지정하는 데 동의했다. 이 승인은 2020 회계연도 국방수권법의 일부로 이루어졌다. 이 제안은 미국 국가정보장실과의 협의를 거쳐 미국 국방부 장관에 의해 제기되었다.

### 시계 고장
2017년, IRNSS-1A에 탑재된 SpectraTime 공급 루비듐 원자 시계 3개 모두가 고장 났다고 발표되었으며, 이는 유럽 연합의 갈릴레오 위성군에서 발생한 유사한 고장 사례와 닮아 있었다. 첫 번째 고장은 2016년 7월에 발생했고, 직후 IRNSS-1A의 나머지 두 시계도 고장 났다. 이로 인해 위성이 기능을 상실하여 교체가 필요하게 되었다. ISRO는 2017년 6월에 두 개의 대기 위성인 IRNSS-1H와 IRNSS-1I의 원자 시계를 교체했다고 보고했다. IRNSS-1A의 교체를 위한 IRNSS-1H의 후속 발사는 2017년 8월 31일 PSLV-C39 미션 실패로 인해 실패했다. 두 번째 대기 위성인 IRNSS-1I는 2018년 4월 12일에 성공적으로 궤도에 안착했다.

2017년 7월, 항법 시스템의 시계 2개가 추가로 이상 징후를 보이기 시작하여 총 고장 시계 수가 5개에 달했다는 보고가 있었으며, 2018년 5월에는 추가로 4개의 시계가 고장 나 궤도 내 24개의 시계 중 9개가 고장 난 것으로 보고되었다.

항법 위성의 운영 수명을 연장하기 위한 예방 조치로, ISRO는 나머지 위성에서 원자 시계 2개 대신 루비듐 원자 시계 1개만 가동하고 있다.

2023년 5월 현재, 서비스를 유지하는 데 필요한 최소 수치인 4개의 1세대 위성만이 위성 항법 서비스를 제공할 수 있는 상태다.

2024년 9월 현재, IRNSS-1B, IRNSS-1F, IRNSS-1I 및 NVS-01 등 4개의 위성만이 위성 항법 서비스를 제공할 수 있다.

2025년 7월, 정보공개청구에 대한 답변 과정에서 ISRO는 5개의 IRNSS 위성이 3개의 시계가 모두 고장 나 완전히 기능이 정지되었다고 밝혔다. 추가로 1개의 위성은 시계가 1개만 작동하며, 단 2개의 위성만이 완전히 작동하는 상태다.

### 인도산 원자 시계
수입 주파수 표준에 대한 의존도를 낮추기 위해 아메다바드에 위치한 ISRO의 우주 응용 센터(SAC)는 국내 설계 및 개발된 루비듐 기반 원자 시계를 연구해 왔다. 1세대 항법 위성의 시계 고장과 그에 따른 NavIC의 위치, 항법 및 시각(PNT) 서비스에 대한 영향을 극복하기 위해, 이 새로운 시계들은 차세대 항법 위성에서 수입 원자 시계를 보완하게 될 것이다.

2017년 7월 5일, ISRO와 이스라엘 우주국(ISA)은 AccuBeat 모델 AR133A 기반 루비듐 표준의 우주 사용 적합성을 확보하기 위한 협력 및 ISRO 위성에서의 테스트를 위한 양해각서를 체결했다.

이 시계들은 NVS 시리즈 위성에서 활용된다. 식품공급공공분과부가 감독하는 **시간 전파 프로젝트(Times Dissemination Project)**의 일환으로, NavIC은 2025년부터 인도 국립 물리 연구소의 표준 시간 제공자로서 GPS의 자리를 대체하게 된다.

### 마이크로프로세서
로봇 및 산업용으로 사용 가능한 SPARC V8 ISA 호환 AJIT 마이크로프로세서가 2018년 인도 공과대학교 봄베이(IIT Bombay)에 의해 제작되었다. 전자정보기술부, IIT 봄베이 및 뭄바이의 민간 기업인 Powai Labs가 이 프로젝트에 자금을 지원했다. 초기에는 180nm 공정을 사용하여 반도체 연구소(SCL)에서 생산되었으며, 65nm 및 45nm를 이용한 상업적 생산이 계획되어 있다. AJIT은 70~120MHz 사이의 클록 속도로 작동하며 클록 주기당 하나의 명령을 실행할 수 있다.

이 프로세서에는 메모리에서 데이터를 저장하고 가져오는 메모리 관리 유닛과 단순한 산술 및 논리 연산을 수행하는 산술 논리 장치가 포함되어 있다. 또한, 정수가 아닌 수치를 포함한 계산을 효과적으로 관리할 수 있는 부동 소수점 장치가 있다. 하드웨어 디버거 장치는 마이크로프로세서를 프로그래밍하기 위해 모니터링하고 제어하는 데 사용된다. 응용 마이크로파 전자 공학 및 연구 협회(SAMEER)는 NavIC용으로 개발 중인 수신기에 AJIT을 통합할 예정이다.

### NavIC 칩
군용 및 상업적 응용 분야 모두에 대한 NavIC의 거리 요구 사항에 따라, 국방연구개발기구는 기술 개발 기금 제도를 통해 Accord Software and Systems에 맞춤형 및 유연한 IRNSS 네트워크 타이밍 시스템을 국내에서 구축하도록 의뢰했다. NavIC 데이터를 사용하여 수신기 칩은 항법을 위한 인도 시간을 획득하고 배포하게 된다. 인도는 현재 이 서비스를 미국에 의존하고 있다.

2020년, 퀄컴은 NavIC 지원 기능이 포함된 4개의 4G 칩셋과 1개의 5G 칩셋을 출시했다. 퀄컴과 ISRO가 협약을 체결한 후, NavIC은 모바일 장치에서 민간용으로 사용될 예정이다. 기존 하드웨어와의 호환성을 높이기 위해 ISRO는 L1 밴드 지원을 추가할 예정이다. 전략적 응용을 위해 롱 코드(Long Code) 지원도 추가될 예정이다.

2023년 12월 7일, 퀄컴은 일부 칩셋 플랫폼에서 NavIC L1 신호를 활성화할 것이라고 밝혔다. 퀄컴 위치 제품군은 최대 7개의 위성군을 동시에 지원하며, 향상된 위치 기반 서비스를 위해 더 빠른 첫 위치 결정 시간(TTFF)을 제공한다. 또한 정밀한 위치 측정을 위해 NavIC의 모든 L1 및 L5 신호를 활용한다. 2024년 하반기에는 퀄컴 칩셋 플랫폼에 NavIC L1 신호 지원이 추가될 예정이며, 2025년 상반기에는 NavIC L1 신호를 지원하는 상용 제품이 판매될 수 있을 것으로 보인다.

## 시간 계획
2010년 4월, 인도는 6개월에 한 번씩 위성을 발사하여 2011년 말부터 발사를 시작할 계획이라고 보고되었다. 이 계획대로라면 2015년까지 NavIC이 작동했을 것이다. 그러나 프로그램이 지연되었고, 인도는 이를 보완하기 위해 3개의 새로운 위성을 발사했다.

"IRNSS-1" 접두사가 붙은 7개의 위성이 IRNSS의 우주 부문을 구성하게 된다. 7개 위성 중 첫 번째인 IRNSS-1A는 2013년 7월 1일에 발사되었다. IRNSS-1B는 2014년 4월 4일 PSLV-C24 로켓에 실려 발사되었다. 이 위성은 지구 동기 궤도에 배치되었다. IRNSS-1C는 2014년 10월 16일, IRNSS-1D는 2015년 3월 28일, IRNSS-1E는 2016년 1월 20일, IRNSS-1F는 2016년 3월 10일, 그리고 IRNSS-1G는 2016년 4월 28일에 발사되었다.

IRNSS-1A를 대체하기 위한 여덟 번째 위성인 IRNSS-1H는 2017년 8월 31일 열 차폐막이 로켓의 4단계에서 분리되지 않아 궤도 진입에 실패했다. 이를 대체하기 위해 2018년 4월 12일에 IRNSS-1I가 발사되었다.

## 시스템 설명
IRNSS 시스템은 우주 부문과 지원용 지상 부문으로 구성된다.

### 우주 부문
위성군은 7개의 위성으로 구성된다. 7개 중 3개는 지구 표면에서 약  높이의 동경 32.5도, 동경 83도, 동경 131.5도 경도의 정지 궤도(GEO)에 위치한다. 나머지 4개 위성은 경사진 지구 동기 궤도(GSO)에 있다. 그중 2개는 동경 55도에서 적도를 가로지르며, 나머지 2개는 동경 111.75도에서 가로지른다.

### 지상 부문
지상 부문은 IRNSS 위성군의 유지 관리 및 운영을 담당한다. 지상 부문의 구성은 다음과 같다.
* IRNSS 우주선 제어 시설 (IRSCF)
* ISRO 항법 센터 (INC)
* IRNSS 범위 및 무결성 모니터링 스테이션 (IRIMS)
* IRNSS 네트워크 타이밍 센터 (IRNWT)
* IRNSS CDMA 거리 측정 스테이션 (IRCDR)
* 레이저 거리 측정 스테이션
* IRNSS 데이터 통신 네트워크 (IRDCN)

섬네일|IRNSS 시리즈 1 위성의 렌더링 이미지
IRSCF는 하산과 보팔의 마스터 제어 시설(MCF)에서 운영된다. MCF는 항법 데이터를 업링크하며 추적, 텔레메트리 및 명령 기능을 수행하는 데 사용된다. 현재 IRSCF의  FCA 7개와  FMA 2개가 IRNSS 위성의 LEOP 및 궤도 운용 단계를 위해 가동 중이다.

뱔랄루에 설립된 INC는 모든 지상국과의 원격 운영 및 데이터 수집을 수행한다. ISRO 항법 센터(INC)는 뱔랄루, 벵갈루루 및 러크나우에서 운영된다. INC1(뱔랄루)과 INC2(러크나우)는 함께 중복성을 갖춘 운영을 제공한다.

현재 16개의 IRIMS가 운영되어 IRNSS 운영을 지원하고 있다. 브루나이, 인도네시아, 호주, 러시아, 프랑스 및 일본에도 추가 설치가 계획되어 있다. CDMA 거리 측정은 모든 IRNSS 위성에 대해 4개의 IRCDR 스테이션에 의해 정기적으로 수행되고 있다. IRNWT가 구축되어 UTC 대비  (2 시그마) 이내의 정확도로 IRNSS 시스템 시간을 제공하고 있다. 레이저 거리 측정은 전 세계 ILRS 스테이션의 지원을 받아 수행된다. 항법 소프트웨어는 2013년 8월 1일부터 INC에서 운영 중이다. 위성 천체력, 시계 보정, 무결성 파라미터와 같은 모든 항법 파라미터와 전리층 지연 보정, UTC 및 기타 GNSS와의 시간 오프셋, 알마낙, 텍스트 메시지 및 지구 방향 파라미터와 같은 보조 파라미터들이 자동으로 생성되어 우주선으로 업로드된다. IRDCN은 지상국 사이에 지상 및 VSAT 링크를 구축했다. 2021년 3월 현재, ISRO와 JAXA는 일본 내 NavIC 지상 기준국에 대한 보정 및 검증 실험을 수행하고 있다. ISRO는 또한 프랑스 내 NavIC 지상 기준국을 위해 CNES와 논의 중이다. ISRO는 코코스 (킬링) 제도에 NavIC 지상국을 계획하고 있으며 오스트레일리아 우주국과 협의 중이다.

### 신호
NavIC 신호는 표준 위치 서비스와 제한 서비스로 구성된다. 두 서비스 모두 L5 (1176.45&nbsp;MHz) 및 S 밴드 (2492.028&nbsp;MHz)에서 운용된다. SPS 신호는 1&nbsp;MHz BPSK 신호로 변조된다. 제한 서비스는 BOC(5,2)를 사용한다. 항법 신호 자체는 L5 (1176.45&nbsp;MHz) 및 S 밴드 (2492.028&nbsp;MHz) 주파수로 전송되며, 필요한 포괄 범위와 신호 강도를 유지하기 위해 위상 배열 안테나를 통해 방송된다. 위성의 무게는 약 이며 태양광 패널은 1,400&nbsp;W의 전력을 생성한다.

메시징 인터페이스가 NavIC 시스템에 내장되어 있다. 이 기능을 통해 명령 센터는 특정 지리적 영역에 경고를 보낼 수 있다. 예를 들어, 시스템을 사용하는 어부들은 사이클론에 대해 경고를 받을 수 있다.

### 정확도
표준 위치 서비스 시스템은 인도 대륙 전체에서 약 5~10미터의 절대 위치 정확도를 제공하고, 인도양과 인도 주변 약  영역에서 약 의 정확도를 제공하는 것을 목표로 한다. 비교하자면, GPS는 이상적인 조건에서 5m의 위치 정확도를 가진다. 그러나 L-밴드에만 의존하는 GPS와 달리 NavIC은 이중 주파수(S 및 L 밴드)를 사용한다. 저주파 신호가 대기권을 통과할 때 대기 교란으로 인해 속도가 변한다. GPS는 주파수 오류를 평가하기 위해 대기 모델에 의존하며, 정확한 오류 평가를 위해 수시로 이 모델을 업데이트해야 한다. NavIC에서는 두 주파수(S 및 L 밴드)의 지연 차이를 측정하여 실제 지연을 평가한다. 따라서 NavIC은 주파수 오류를 찾기 위해 특정 모델에 의존하지 않으며 GPS보다 더 정확할 수 있다.

## 향후 발전

### 2세대 (NVS 시리즈)
ISRO는 새로운 페이로드와 12년으로 연장된 수명을 특징으로 하는 5개의 차세대 위성을 발사할 예정이다. NVS-01, NVS-02, NVS-03, NVS-04 및 NVS-05의 5개 위성이 현재 위성군을 보충하고 보강할 것이다. 새로운 위성들은 L5 및 S 밴드를 특징으로 하며, 항법 페이로드에 L1 밴드의 새로운 상호 운용 가능한 민간 신호를 도입하고 인도산 루비듐 원자 시계(iRAFS)를 사용할 것이다. 새로운 L1 밴드의 도입은 저전력 항법 시스템을 특징으로 하는 웨어러블 스마트 장치 및 IoT 기기에서 NavIC의 확산을 용이하게 할 것이다. NVS-01은 IRNSS-1G 위성의 대체 위성으로 2023년 GSLV Mk II에 실려 발사되었다.

ISRO는 민간 항법 요구 사항을 위해 총 7개의 NVS 시리즈 위성(이미 발사된 NVS-1 포함)을 발사할 계획이다. IRNSS 네트워크는 2024년 11월 현재 인도군의 전략적 용도로 제한되어 있다. 이 위성들은 L5 및 S 밴드와 함께 L1 밴드를 장착하게 된다. 이 시스템은 인도 내에서 , 인도 주변  영역에서 의 정확도를 제공할 것이다.

처음 5개 NVS 위성(NVS-01~NVS-05)의 승인된 프로젝트 비용은 발사 비용을 제외하고 964.68 크로르이다.(2022년 기준)

2025년 8월 보도에 따르면, ISRO는 2026년 말까지 최소 3개의 위성을 발사할 계획이다. 그러나 독자적인 원자 시계 개발이 "발사를 방해하는 요소"가 되고 있다. 또한 여러 부품을 수입해야 하므로 조달 과정에서 어려움이 발생하여 개발이 지연되고 있다. 원자 시계 고장이 여러 차례 발생함에 따라, 향후 제작될 위성에는 위성당 5개의 원자 시계를 탑재하는 안이 제안되었다.

### 글로벌 인도 항법 시스템
글로벌 인도 항법 시스템(GINS)에 대한 연구 및 분석은 제12차 5개년 계획(2012~17)의 기술 및 정책 이니셔티브의 일부로 시작되었다. 이 시스템은 지구 상공 에 배치된 24개의 위성군을 가질 것으로 예상된다. 2013년 현재 국제 우주 공간에서의 GINS 위성 궤도 주파수 대역에 대한 법적 등록이 완료되었다. 2021년 신규 정책 초안에 따르면, ISRO와 우주국(DoS)은 NavIC의 범위를 지역에서 전 세계로 확장하여 GPS, GLONASS, BeiDou 및 Galileo 등 현재 운영 중인 다른 시스템으로부터 독립적이면서도 상호 운용 가능하고 전 세계 공공 사용이 가능하도록 연구하고 있다. ISRO는 초기에 12개의 위성을 지구 중궤도(MEO)에 배치하여 전 세계 범위를 확장하는 방안을 인도 정부에 제안했다.

## 위성 목록
위성군은 7개의 활성 위성으로 구성된다. 위성군 내 7개 위성 중 3개는 정지 궤도(GEO)에, 4개는 경사진 지구 동기 궤도(IGSO)에 위치한다. 발사되었거나 제안된 모든 위성은 다음과 같다.

### IRNSS 시리즈 위성

### NVS 시리즈 위성

## 같이 보기
* QZSS

## 각주

분류:인도우주연구기구
분류:GPS
분류:위성항법시스템
분류:측량학
분류:항법