近几年以来,低地球轨道(LEO)卫星星座成为全球热门话题,但是大多是围绕卫星互联网和卫星通信展开的,由于前些年以来大家都把GNSS作为重点,所以这一波LEO热潮中主题很少提及卫星导航,或者只是提到导航增强的话题,而将定位导航和授时(PNT)服务作为主题的星座,只有美国一家民营的小型创业公司修娜空间系统(Xona Space System),主张以300颗左右的星座提供全球PNT服务,从2018年公布其脉冲星(Pulsar)星座设想,自称是下一代智能卫星,是自动化时代的PNT星座,至今已经有一颗卫星在天上,进行测试。人们普遍认为,中地球轨道(MEO)的GNSS几乎千篇一律地是由国家和政府官方投资推动的,而LEO PNT原则上是由民间投资运作的。而现在的欧洲则是由欧洲某些国家联合来推进的,他们的LEO PNT项目名称为"苍穹"(Celeste)。近日,根据相关报道,欧洲航天局Celeste目标发射日期业已确认。
欧洲航天局(ESA)正在为Celeste LEO-PNT轨道演示任务的首次发射做准备,首批两颗卫星计划最早于2026年3月24日,搭乘火箭实验室的Electron火箭从新西兰马希亚发射场发射升空。
前两颗卫星成功完成测试和资格认证,正式宣布准备飞行。这两个卫星目前正运往新西兰火箭实验室的发射场,在那里它们将在Electron火箭中进行最终测试和集成,最早于3月24日发射。

欧洲航天局的Celeste LEO-PNT(低地球轨道定位导航与定时)轨道示范任务由11颗卫星组成,外加一颗备用卫星,将在近地轨道测试不同频段的创新信号。其目标是推动卫星导航概念,以实现弹性定位和定时服务。图片来源:欧洲航天局
1. Celeste搭载前两颗卫星
与伽利略计划的早期阶段类似,Celeste将以两颗示范卫星开始,以确保分配的频率提交并测试代表性的导航信号,直至年底。
这两颗卫星由两颗大型立方星组成(分别为12U和16U),均由两个由众多欧洲企业组成的联盟开发,一个由GMV(西班牙)领导,另一个由法国Thales Alenia Space领导。
两者将共同实现下一代技术的在轨测试,包括无需依赖地面基础设施的自主精确轨道测定,以及从近地轨道实现更强更快的L波段和S波段无线电导航信号。过去几个月,两颗卫星成功完成了有效载荷集成、射频兼容性测试及环境鉴定,包括热真空、机械和电磁兼容性测试。
2. 更多卫星计划后续发布
目前正在开发八颗具备额外能力的大型卫星,GMV和Thales Alenia Space各负责其中四颗。设计和开发稳步推进,2027年起有望继续发射。这八颗卫星将在前两颗卫星的基础上进行扩展,并展示无线电导航,并引入新的新信号和新的频段:
(1)S波段双向导航信号,利用5G卫星波形实现高级定位能力。
(2)C波段信号,以增强对干扰和干扰的抵抗力。
(3)UHF波段信号,增强穿透性和室内定位。
欧洲航天局Celeste项目经理罗伯托·普列托-塞尔德拉表示:“除了八颗卫星外,还有一颗将配备用于测试微型化原子钟的有效载荷,以及其他技术。”
一旦在500至560公里轨道完全完成,该示范任务将为多种下游应用提供理想的在轨测试平台,如自主飞行器、海上导航、关键基础设施、极地和北极作业、无线网络、应急服务、资产追踪和物联网应用。
罗伯托补充道:“通过在轨道上开展这些实验和示范活动,我们开启了一个平台,使欧洲航天局能够与终端用户社区和利益相关者携手合作,展示卫星导航的创新技术,突破边界,并在真实条件下展示服务。”
ESA为参与国家的第三方提供参与Celeste轨道示范器实验阶段的机会。更多信息可在欧洲航天局的开放空间创新平台获取。
在Celeste的轨道演示之后,Celeste的在轨准备阶段已在2025年11月欧洲航天局部长级理事会(CM25)上获得批准,重点关注技术开发、工业化和轨道验证,为作为欧盟GNSS基础设施一部分的潜在运行系统做准备,同时与Galileo和EGNOS共同支持潜在的商业项目。
你想成为首批测试卫星定位未来的人之一吗?加入欧洲航天局“Celeste”轨道演示的实验吧!2026年至2027年间,计划将发射11颗以上的低地球轨道卫星,测试新的导航概念,并邀请欧洲航天局参与国的组织合作,共同塑造欧洲卫星导航的未来。
3. 通过低地球轨道层增强GNSS:Celeste轨道演示任务
全球导航卫星系统(GNSS)是全球定位、导航和授时(PNT)服务的骨干,但在城市峡谷等高强度环境或自然或人为威胁(如干扰和欺骗)下,其性能和可用性受到挑战。欧洲航天局的Celeste在轨演示(IOD)任务旨在展示低地球轨道定位导航和授时(LEO-PNT)系统提升韧性、增强和补充现有GNSS并提供额外服务的能力。该在轨服务演示利用LEO卫星的独特特性——如快速几何变化和减少传播损耗——来补充GNSS,解决了局限性和脆弱性。任务将通过PNT信号传输验证多频段(L、S、C、UHF)频率多样性,演示机载轨道测定与时间同步(ODTS),并广播5G NTN信号以增强定位能力。
Celeste IOD通过两项并行工业合同实施,分别涵盖一个小型星座的开发,卫星具备不同有效载荷能力、地面和用户段、发射服务、运营以及全面的实验和服务演示活动。Pathfinder A卫星将验证核心技术和L/S波段有效载荷,而Pathfinder B卫星将扩展能力至C波段、UHF、双向或完整性监测等其他频段,以及多卫星服务演示。通过提供关键性能数据、验证新信号配置并吸引终端用户社区,Celeste IOD任务将为稳健、多层次的欧洲PNT架构铺平道路,补充Galileo和EGNOS,支持公共安全、商业创新及欧洲卫星导航领导力。
PNT系统将向多层、多轨道架构的演进——结合MEO GNSS、LEO-PNT和地面网络——标志着该领域的根本性转变。这一转变由公共和私营利益相关者共同推动,并在全球范围内积极开展研究、标准化和演示。Celeste IOD任务是这一演进的关键一步,提供关键数据和经验,为未来构建韧性、高性能的PNT提供指导。

4. 目前有哪些欧洲国家参与Celeste IOD任务?
ESA参与Celeste(ESA未来导航计划——LEO-PNT第一部分)的国家包括:奥地利、比利时、芬兰、法国、德国、匈牙利、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、西班牙、瑞典、瑞士、英国。
5. Celeste IOD任务最低用例覆盖
(1)高精度定位
使用精密单点定位(PPP)算法实现快速收敛。
(2)PNT韧性
L波段、S波段和C波段的频率多样性。
抗干扰和干扰的鲁棒性。
(3)5G/6G NTN 兼容性
信号与3GPP 5G卫星标准对齐,集成为S波段移动卫星频谱(MSS)。
(4)用户终端的低能耗PNT
优化信号设计以降低移动设备和物联网设备的功耗。
(5)GNSS LEO 科学助能器
研究新的LEO信号以开展科学实验(即地面GNSS-R、传播活动)。
(6)额外的PNT数据提供
增强数据服务,提升定位和时间精度。
(7)室内导航
在UHF频段广播以提升信号穿透率和可用性。
6. 垂直领域的目标终端用户
该实验旨在吸引来自以下领域的代表性用户参与:包括自动驾驶载体(公路车辆、无人机)、铁路与海运、航空航天、关键基础设施、北极区域和北极用户、个人应急救援服务、无线网络(5G/6G),以及资产跟踪与物联网。