“伽利略”不够？欧洲低轨导航卫星首秀

3月28日，欧空局塞莱斯特任务的两颗先导卫星IOD-1与IOD-2（也被称为探路者A型卫星），由美国火箭实验室公司的电子号火箭从新西兰玛希亚半岛1号发射场成功发射升空。此次任务被命名为“星之女”，标志着欧洲正式启动低地球轨道定位、导航与授时服务的战略布局。那么，塞莱斯特任务的规划及目标是什么？其对于欧洲有何重要意义呢？

📷 塞莱斯特在轨演示卫星示意图。

让导航定位“无死角”

长期以来，欧洲的卫星导航能力主要依赖伽利略系统，这一中地球轨道星座为全球数十亿用户提供了高精度的定位、导航与授时服务。然而，随着数字化经济、无人驾驶、物联网以及智能终端对定位精度和信号可用性提出了近乎苛刻的要求，即便是性能卓越的伽利略系统，也开始显露其性能极限。

塞莱斯特任务旨在验证低轨卫星补充层对伽利略系统性能与抗干扰能力的提升效果。相比运行于距离地面约2.3万公里轨道的伽利略卫星，塞莱斯特卫星运行高度约为510公里，信号强度更高，对电离层干扰的抵抗能力更强。任务计划验证厘米级高精度定位、超低时延信号获取等关键技术。

本次入轨的IOD-1和IOD-2是两颗大型立方体卫星，重约70公斤，均搭载了无线电发射器，分别在L波段和S波段发送信号。此次任务旨在验证和测试轨道上增强系统韧性的新功能和核心技术，包括无需依赖地面基础设施即可自主精确确定轨道，以及从低地球轨道发出更强更快的无线电导航信号。

未来，欧空局计划在2027～2028年陆续发射后续8颗更大、功能更强的探路者B型卫星，在2028年构建由10颗工作在不同频段卫星组成的塞莱斯特卫星星座。该星座运用的一系列新技术，预计能够覆盖目前伽利略系统尚未覆盖的区域，例如极地地区或建筑物内部。

低轨导航“杀手锏”

与处于中地球轨道的伽利略系统相比，低轨导航的优势是多维度且具有颠覆性的：

• 信号强度与抗干扰能力显著提升：低轨卫星距离地面用户近得多，信号自由空间衰减大幅减小，在城市峡谷、室内环境或强电磁干扰条件下优势尤为宝贵。

• 定位收敛时间大幅缩短：低轨卫星绕地速度极快，约90分钟即可环绕地球一圈，有望将高精度定位收敛时间从十几分钟压缩到数十秒乃至几秒内。

• 成本更低、冗余度更高：低轨卫星的单星成本远低于中地球轨道的大型导航卫星，大规模星座能够提供远超传统系统的空间冗余度。

• 通导遥一体化：低轨卫星能够天然承载通信与遥感载荷，实现导航、通信、遥感多功能融合。

当然，部署低轨导航并非没有挑战。低轨卫星承受更强烈的辐射带影响以及更频繁的温度循环，轨道摄动更为复杂，需要更复杂的校准算法和硬件防护。

新征程展欧洲决心

对于欧洲而言，塞莱斯特卫星星座的成功部署将具有远超技术验证本身的战略意义。面对美国在下一代导航技术上的加速推进以及中国低轨导航增强星座的快速部署，建造塞莱斯特卫星星座代表了欧洲不甘落后的技术决心。

在地球轨道日益拥挤、频率资源日趋紧张的今天，低轨导航已不再是可选项，而是全球航天大国竞相布局的必争之地。塞莱斯特卫星星座的意义在于为欧洲开辟了一条摆脱对单一轨道依赖的技术新路。

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