今天，许多基于卫星的导航系统提供地面服务。在不久的将来，这些系统也将为空间服务作出贡献。在这篇文章中，我们将讨论印度区域卫星导航系统（IRNSS）星座现在被称为印度星座导航（NavIC）导航服务参数和空间使用量（SSV）的。进行仿真，得到接收信号的功率水平和在地球同步轨道（GEO），高地球轨道（HEO），和中地球轨道（MEO）的用户卫星的数量。基于天线的特性，IRNSS系统SSV是定义和模拟的。还讨论了此服务的群延迟参数考虑事项。在这里，我们将看一看在未来的空间服务Navic星座的贡献。
目前卫星导航服务提供商正在通过增加新信号和改进信号结构来改进其服务。许多国家正在发射自己的卫星星座用于导航服务，这将提供他们在地球和周围空间的服务。今天，导航运营商正在探索：配备导航接收器的其他航天器的位置、速度和时间（PVT）太空服务。它是正在开发超越其原来的目的一个全新的效用。
为陆地、海上和空中应用提供PVT服务。
地球和空间天气预报、空间飞行器编队飞行、地球和空间科学研究、月球探测和更远的探测任务以及军事应用都将受益于这些新的能力。
在未来，全球导航卫星系统将有两种类型的服务区域：地面服务量（TSV）和船用海面搜寻器（SSV）。TSV可以被看作是一个外壳，开始在地球的表面，和高达3000公里的高度。卫星天线的主波束覆盖在TSV的用户。这意味着PVT的表现对这个地区的所有用户都是一样的。发送的定位参数对整个区域是有效的。
是从3000公里高度近似静止高度延伸的壳，是36000公里。SSV是进一步细分为两个区域：3000公里至8000公里、8000公里至36000公里（由F.H. Bauer等等，进行额外的资源）。空间用户（SU）将有不同的性能水平，按照每一个高度。在SSV，几乎所有的导航信号来自于整个肢体卫星。
当没有导航卫星可用时，用户可能会经历周期，接收的功率水平将比陆地用户弱（TU）。需要提供时间校正。图1显示了不同服务区域的外壳。下面的章节将描述Navicj星座，以及Navic空间服务的可用性，信号强度和其他相关细节进行详细的分析和仿真结果。
印度区域卫星导航系统（IRNSS）/印度星座导航（navic星座IRNSS已经建立，用于GEO和GSO航天器相结合的印度区域导航服务。海军星座由7颗卫星组成：GEO轨道上的三颗卫星（34°E，83°E和131.5°E），GSO轨道上的四颗卫星与赤道平面倾斜29°，经度交点为55°E; 如图2所示（参见P. Majithiya等，其他资源）。 所有的卫星在印度地区24小时都可以看到。
该导航系统预计在印度和一个延伸到印度周围约1500公里的地区将提供优于20米以上的两个西格玛的位置精度。
系统提供了两种类型1）标准定位服务（SPS）和2）限制/授权服务（RS）这两项服务。
将提供两个频率，一个在L5波段和另一个S波段。
空间服务
所有导航卫星天线波束指向的位置（轴）是83度，e 5度n。在服务区域之上为L5地面用户名义接收功率是157.8分贝/瓦（DBW）。为不同卫星轨道即Heo，地球同步轨道（GSO），GEO、MEO和低地球轨道（LEO），已经进行了模拟，发现导航信号的信号的可用性. 地球同步轨道(GEO)和地球静止轨道GSO高度卫星更适合。
能够提供这种服务，因为它提供了更好的覆盖率和可用性。（L5信号）覆盖率将超过±28.7度和（S波段信号）24.5度，每个卫星所示的离轴角在图3。以下各节讨论了空间导航服务的各种系统参数。
空间服务量（SSV）
地缘和GSO星座可以对在LEO，MEO HEO和GEO空间用户提供导航服务。全部卫星天线波束是指向Navic服务区的中心。
最小187.9 – 187.9 最大147.7 – 166.6 LEO轨道用户
最小186.9 – 187.6 最大135.6 – 154.7 MEO轨道用户
最小187.9 – 187.9 最大128.0 – 145.5 GSO / GEO轨道用户
最小187.9 – 187.9 最大144.3 –
表1 0dbi RHCP天线接收功率
（DBW）
频段信号
轨道用户
将在天线的波束中心处提供给地面用户。 这些卫星也是从地球边缘的主要以及旁瓣发射的。 基于IRNSS天线增益模式，对于L5和S波段信号，空间服务的覆盖范围分别为±28.7度和±24.5度。
接收信号功率电平
所有导航星座的主要服务是陆地，因此它们把主要信号能量集中在地表上。因此，相比于主瓣边缘处的地面用户或天线增益图案的旁瓣，空间用户的信号功率将更小。各种卫星轨道信号强度也会有所不同。
最小接收功率是通过0 dBi（分贝相对各向同性）模拟输出测量的圆极化用户接收天线 。在表1中提供的功率在最坏的轨道位置，在正常的方向上，在外部的最低角度。天线的辐射增益模式是考虑到L波段信号偏离视轴角±28.7度和S波段信号±24.5度的。为每个轨道的用户最小和最大接收功率0dbi增益接收天线的输出是通过模拟不同轨道的用户超过1148的网格点确定如图4所示
表1给出的功率是任何用户的任何IRNSS卫星轨道的最坏情况下的功率。对不同轨道的用户，功率变化范围（从来自地面用户名义接收功率为157.8 dBW），在L5和S波段信号分别小于60分贝和42分贝。
卫星的可用性
卫星的数量决定了服务的可用性和性能。在空间服务导航中，至少要向任何类型的轨道用户提供至少一个卫星信号以维持系统时间。由于卫星可见性是几何学和统计学的一个问题，模拟是在每个高度上基于网格采样点1148进行的，如图4所示。事实上，用户高度是决定在SSV 中GNSS卫星可见性的主要变量。基于对Navic星座仿真，信号的有用性已被确定。表2显示了L5和S波段信号对无信号、至少一个信号、四个信号和所有七个信号的可用性百分比。图4显示了用户在轨道上不同位置的模拟。LEO轨道上的L5频段的用户将在1000公里的高度得到最低四卫星信号该区域66.99%的可用性，GSO轨道的用户将在海拔36000公里获得四信号该区域的34.58%可用性。在LEO轨道的S波段用户将在海拔1000公里的66.99%区域获得至少四的卫星信号的可用性，和GSO轨道用户的用户将在海拔36000公里获得访区域49.48%四信号的可用性。HEO（最大70000公里高度）轨道卫星的用户将获得比MEO和GSO信号较小的四信号的可用性，在海拔70公里L5和S波段信号分别获得这个区域的20.73%和23.26%的可用性 。
星座将为HEO用户提供至少一个信号良好的可用性，即在海拔70.0公里高度L5和S频段分别为该区域的57.84％和61.50％。MEO轨道用户四颗卫星将有很好的信号可用度，这是在海拔25000公里，为L5和S波段的服务分别为该区域的58.71%和94.08%。GEO用户将得到最低数量的
至少有一个和四个数字信号值（如表2所示），但这仍比MEO卫星星座更好。这些可用数字显示IRNSS星座将在这个服务中发挥更大的作用。
今天，在MEO和GSO /GEO空间飞行器的主要目标是最大限度地提高导航信号的可用性，四 卫星总是为了确保覆盖范围内的导航性能。在HEO轨道空间飞行器的主要目标在每时每刻至少是一个导航信号的可用性。这确保了在HEO的所有时间都精确的机载定时，减少了对非常昂贵的时钟的需求。全球定位系统和伽利略系统联合使用，平均能在GEO观测到三颗卫星，其中30%的时间内观测到四颗卫星。使用所有的星座（GPS、伽利略、GLONASS、BeiDou、QZSS， 和NavIC）使用L1频段的信号在地球约有95%的时间看到四卫星（见J. Miller等等，其他的资源）。
在IRNSS导航信号传输天线是螺旋阵列天线，这将产生最低偏离角振幅和等相线。时延的变化取决于离底角和频率，因此相位误差这使得空间导航用户对地面用户的延迟差异。这种延迟偏差，简称空间用户延迟（SUD），将在负载测试的时间测量（见P. Majithiya等，其他的资源）。SUD将为空间用户提供额外的精度，他们正在使用的信号是大于相对于IRNSS卫星8.4度的地球的天底偏角。
这个偏置项是频率特定的和卫星特有的。
单频空间用户应该使用下面的公式来获得更好的准确性：
在TGD导航数据的第一帧提供给用户的l5sps单一L5空间的用户应该使用下面的公式来获得更好的准确性：
其中，YSL5 = S与L5频带平方频率之比：（fS / fL5）2 =（2492.028 / 1176.45）
单一空间用户应该使用以下公式来获得更好的精度
最差情况下的典型导航有效载荷延迟性能w.r.t. SSV用户的最低点为3nsec。
电离层误差校正
电离层误差校正
反映在af0时钟校正系数中的SV时钟偏移估计用两个频率（SSPS和L5SPS）以及电离层误差校正是基于有效的PRN码相位。 因此，在电离层误差校正中同时使用L5和S的用户不需要进一步校正。
空间用户应该使用以下公式来获得电离层误差校正：
那里，PR =伪距对电离效应进行了修正
在L5SPS或SSPS频道上测量的伪距，SUDL5 / S =空间用户（有效载荷硬件）L5和S频段信号的延迟c =光速
空间用户接收器要求
导航接收机设计依赖于良好的信号可见性和高信号强度的假设，当我们尝试在空间服务量中使用它们时，这两者都不可用。 在高海拔地区，除了存在极端的信号动态之外，功率水平较弱，信号可见性稀疏，几何形状较差。 由于车辆动力学，信号电平和几何覆盖的差异，传统导航接收机不能直接用于SSV。
空间用户接收机将接收来自主瓣边缘或旁瓣的信号，因此与地面相比，信号强度服务会减少。
因此，接收机应该非常灵敏，并且应该在低功率信号下工作。 星载接收机必须在其轨道飞行期间处理强大的信号动态，这需要自适应信号处理算法和专门的卫星搜索和选择策略。 另外，准确的轨道传播和动态模型传播车辆状态估计对于在高空使用导航接收机是必不可少的。 此外，除了使用接地高增益天线之外，还应探索通过多个天线在多个方位跟踪导航卫星的能力。 还应考虑具有足够辐射耐受水平的组件。 应考虑功率限制，快速冷启动能力，快速采集，卫星选择和载波噪声密度（C / N0）降低时所有可用信号的跟踪。
当HEO轨道中的接收机靠近其中一个卫星时，需要解决从时间干扰条件恢复的问题。 HEO接收机最基本的要求是一个强大的导航滤波器和时钟模型，以便在同时看不到四颗卫星的情况下可以运行。 用户接收机对空间业务应用的一个主要要求是它应该是多通道和多星座的。
结论
导航空间服务是一个潜在的应用。 对于任何GNSS服务提供商来说，覆盖全部空间服务量是一个挑战，所以与其他GNSS信号的兼容性和互操作性是必须的。 对于L5和S波段信号，Navic SSV将分别超过±28.7度和±24.5度的视轴角。 仿真表明，GEO / GSO星座提供了很多合理接收功率的信号。 GEO轨道用户也可获得IRNSS信号，接收功率良好。 这篇论文论述了NavIC在这项服务中的贡献，以便在将来的空间用户可以计划一个合适的接收机。 海军星座可以用于从LEO到GEO和更远科学和商业计划的全方位地球轨道飞行任务。
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