El fabricante belga de tecnología GNSS Septentrio ha logrado rastrear y analizar las señales de navegación transmitidas por los satélites Celeste de la Agencia Espacial Europea (ESA), aportando nuevas pruebas experimentales de que las naves espaciales en órbita terrestre baja (LEO) pueden proporcionar mediciones de distancia de doble frecuencia.
Los resultados, presentados en ION GNSS+ 2026 en Orlando, Florida, demuestran que el receptor prototipo de Septentrio puede adquirir y seguir continuamente señales en las bandas L y S, a pesar de los importantes desplazamientos Doppler y las rápidas variaciones de las condiciones de señal asociadas a los satélites LEO.
Este logro representa un importante avance técnico en los esfuerzos de la ESA por desarrollar una capa de navegación complementaria para Galileo y otras constelaciones GNSS de órbita terrestre media (MEO). En lugar de sustituir los sistemas de navegación por satélite existentes, Celeste busca mejorar la resiliencia de los servicios de posicionamiento, navegación y sincronización (PNT) mediante señales, frecuencias y geometrías orbitales adicionales.
ESA Celeste prueba la navegación a 510 km
La ESA lanzó los dos primeros satélites de demostración Celeste el 28 de marzo de 2026 a bordo de un cohete Electron de Rocket Lab desde Mahia, Nueva Zelanda.
Las primeras naves espaciales, IOD-1, desarrollada por GMV, e IOD-2, fabricada por Thales Alenia Space, operan en órbita terrestre baja a aproximadamente 510 km (317 millas) de altitud.
A diferencia de los satélites GNSS convencionales, que operan a miles de kilómetros sobre la Tierra, los satélites Celeste se desplazan mucho más cerca de la superficie. Su menor altitud ofrece la posibilidad de recibir señales de navegación más potentes y aprovechar cambios más rápidos en la geometría de los satélites, aunque también plantea importantes desafíos técnicos para el diseño de receptores.
La demostración forma parte de un programa más amplio de la ESA que contempla 11 satélites experimentales y uno de reserva. Los dos primeros están probando señales de navegación en las bandas L y S, mientras que los siguientes satélites permitirán estudiar frecuencias y tecnologías de posicionamiento adicionales.
La ESA tiene previsto comenzar a desplegar otros nueve satélites de demostración a partir de 2027, ampliando así su capacidad para evaluar arquitecturas de navegación multicapa en condiciones operativas.
El receptor Septentrio rastrea grandes desplazamientos Doppler
Uno de los principales obstáculos para recibir señales de navegación LEO es el considerable desplazamiento de frecuencia Doppler provocado por las elevadas velocidades orbitales de los satélites.
Las arquitecturas de los receptores GNSS convencionales están optimizadas principalmente para la dinámica de GPS, Galileo, BeiDou y otros sistemas de navegación MEO. Los satélites LEO atraviesan el cielo mucho más rápido, lo que exige que los receptores gestionen mayores variaciones de frecuencia y cambios más rápidos en la potencia de la señal recibida.
Septentrio desarrolló un prototipo capaz de procesar dos señales de navegación Celeste:
- E5 en la banda L, que proporciona mediciones de navegación en un rango de frecuencias asociado a la tecnología GNSS establecida.
- SR en la banda S, que aporta diversidad de frecuencias y permite mejorar la estimación de los efectos de propagación ionosférica.
El receptor obtiene mediciones de pseudodistancia, fase de portadora, densidad de potencia de portadora respecto al ruido (C/N0) y Doppler tanto de los canales piloto como de los canales de datos.
Antes de las pruebas orbitales, Septentrio desarrolló un entorno de simulación basado en hardware utilizando un generador de señales en Python y dos radios definidas por software sincronizadas.
Durante una pasada simulada de seis minutos, el receptor mantuvo un seguimiento continuo mientras procesaba variaciones Doppler de aproximadamente ±27 kHz en E5 y ±56 kHz en SR.
Estas pruebas demostraron que la arquitectura de adquisición y seguimiento de señales del receptor podía gestionar la dinámica orbital LEO antes de disponer de transmisiones reales de los satélites.
Las mediciones reales de señales LEO confirman el rendimiento del receptor
Los resultados más importantes procedieron de las transmisiones reales de los satélites Celeste recibidas en la sede de Septentrio en Lovaina, Bélgica.
Mediante una antena activa instalada en la azotea y diseñada para recibir señales en las bandas L y S, el equipo de ingeniería registró las señales de Celeste IOD-1 durante una pasada del satélite el 10 de junio de 2026.
La nave espacial alcanzó una distancia oblicua mínima de aproximadamente 575 km (357 millas), con una elevación máxima de 74,6 grados.
Las mediciones revelaron importantes variaciones de frecuencia durante la pasada, coherentes con la dinámica Doppler esperada de un satélite LEO en rápido movimiento.
| Medición | E5 (banda L) | SR (banda S) |
|---|---|---|
| Doppler positivo máximo | +27.4 kHz | +57 kHz |
| Doppler negativo máximo | -25 kHz | -53.3 kHz |
| Resultado del seguimiento | Exitoso | Exitoso |
| Tipos de medición | Código, portadora, Doppler, C/N0 | Código, portadora, Doppler, C/N0 |
La relación C/N0 recibida alcanzó un máximo aproximado de 62 dB-Hz cerca del punto de máxima aproximación del satélite, lo que demuestra los elevados niveles de señal que pueden conseguirse durante pasadas LEO favorables.
El seguimiento satisfactorio de ambas frecuencias confirmó que el prototipo podía procesar transmisiones orbitales reales, en lugar de depender exclusivamente de simulaciones de la dinámica de los satélites.
Las señales de banda S reducen el retraso ionosférico
Otro resultado importante fue la comparación de los efectos ionosféricos entre las dos frecuencias de navegación.
Cuando las señales de radio de los satélites atraviesan la ionosfera terrestre, las partículas cargadas introducen retrasos de propagación que afectan a las mediciones de posicionamiento. El retraso ionosférico de primer orden es inversamente proporcional al cuadrado de la frecuencia de la señal, por lo que las señales de mayor frecuencia experimentan un retraso menor.
Las mediciones de Septentrio mostraron que el retraso ionosférico de la señal SR era aproximadamente 4,4 veces menor que el de E5.
Este resultado es importante porque las señales de banda S ofrecen una fuente adicional de mediciones con características de propagación diferentes a las de las señales de navegación convencionales de banda L.
La combinación de ambas frecuencias también permitió a Septentrio estimar y compensar los efectos ionosféricos durante la pasada del satélite.
Las mediciones compensadas de la diferencia entre código y portadora se mantuvieron estables, lo que indica que el receptor podía generar observaciones consistentes a pesar de los cambios en la geometría del satélite y las condiciones de propagación.
Para los futuros sistemas de navegación, esta diversidad de frecuencias podría favorecer algoritmos de posicionamiento más robustos, especialmente cuando se combine con observaciones GNSS convencionales y otras técnicas de corrección.
Sin embargo, una reducción del retraso ionosférico no se traduce automáticamente en una mejora equivalente de la precisión del posicionamiento. El rendimiento global también depende de la geometría de los satélites, la estabilidad de los relojes, la determinación orbital, el ruido del receptor y otras fuentes de error.
Qué significan los resultados de Celeste para el futuro del GNSS
La importancia técnica de la demostración de Septentrio va más allá de la detección satisfactoria de señales procedentes de dos satélites experimentales.
Las mediciones proporcionan una primera validación mediante hardware de una arquitectura de navegación en la que las naves espaciales LEO complementan las constelaciones GNSS MEO existentes.
Este enfoque ofrece varias ventajas potenciales. Los satélites situados a menor altitud pueden proporcionar señales recibidas más potentes, mientras que su movimiento aparente más rápido introduce cambios acelerados en la geometría de las mediciones de distancia. Las frecuencias adicionales también pueden aumentar la diversidad de observaciones disponibles para los receptores de navegación.
En aplicaciones como los vehículos autónomos, la robótica industrial, la agricultura de precisión y la sincronización de infraestructuras críticas, estas capacidades podrían mejorar en el futuro la resiliencia del posicionamiento por satélite.
No obstante, los resultados actuales deben interpretarse dentro del alcance del experimento.
Septentrio ha demostrado la adquisición y el seguimiento satisfactorios de señales, así como la compensación de las mediciones ionosféricas. Todavía no ha establecido la precisión del posicionamiento, la disponibilidad ni la continuidad de un servicio de navegación LEO plenamente operativo.
Esta distinción es importante porque el seguimiento de un satélite individual y el cálculo de una solución de navegación fiable a partir de una red de satélites representan desafíos de ingeniería diferentes.
Un servicio LEO-PNT práctico necesitará información precisa sobre las órbitas y los relojes de los satélites, cobertura suficiente de la constelación, sincronización estable de las señales y receptores capaces de combinar observaciones LEO con mediciones GNSS convencionales.
Desde una perspectiva técnica, el aspecto más valioso del experimento Celeste es la validación del funcionamiento de un receptor multifrecuencia en condiciones LEO reales. Las elevadas variaciones Doppler son difíciles de gestionar, pero pueden controlarse, y el comportamiento ionosférico medido en función de la frecuencia proporciona una base útil para futuros algoritmos de posicionamiento multicapa.
El siguiente hito decisivo será demostrar mejoras cuantificables en soluciones de navegación reales, incluidas la precisión, el tiempo de convergencia, la disponibilidad y el rendimiento en presencia de interferencias.
Hasta que se disponga de esos resultados, Celeste debe considerarse una prometedora demostración de tecnología de navegación y no una alternativa comercialmente validada a GPS o Galileo.
Acerca de Septentrio
Septentrio es un fabricante belga de receptores GNSS de alta precisión, módulos y tecnología de posicionamiento con sede en Lovaina.
Fundada en 2000 como empresa derivada de la organización de investigación en semiconductores imec, la compañía acumula 26 años de experiencia en el desarrollo de tecnología de navegación multifrecuencia y multiconstelación.
Septentrio se especializa en soluciones de posicionamiento con precisión centimétrica para topografía, redes de estaciones de referencia geodésicas, agricultura de precisión, maquinaria de construcción, robótica, vehículos no tripulados y automatización industrial.
La empresa contaba con aproximadamente 150 empleados cuando Hexagon anunció su adquisición en enero de 2025. En aquel momento, se esperaba que los ingresos de Septentrio correspondientes a 2024 superaran los 50 millones de euros (aproximadamente 52 millones de dólares, según los tipos de cambio de principios de 2025).
Hexagon completó la adquisición el 19 de marzo de 2025, integrando Septentrio en su cartera de tecnologías de posicionamiento y autonomía.
Además de su sede belga, Septentrio mantiene una presencia internacional mediante oficinas en Finlandia, Estados Unidos, China, Japón y Corea del Sur. Su trabajo de ingeniería ha incluido la participación en proyectos de la Agencia Espacial Europea y el desarrollo y las pruebas de receptores GNSS compatibles con Galileo.
