千帆卫星运行在倾角89度、高度约1000公里的近极地轨道。倾角指轨道面与地球赤道面的夹角，89度意味着轨道面几乎穿过两极。这个参数决定了卫星飞经哪些地区上空，也决定了星座能否覆盖高纬度区域，是轨道设计的起点。 倾角与覆盖范围直接相关。倾角较小的轨道，卫星主要在低纬地区上空运行，高纬度覆盖不足；倾角接近90度时，卫星可以飞越两极附近，全球覆盖更均匀。对宽带星座来说，覆盖人口稠密区之外，还要考虑航线和偏远地区，近极地轨道因此受到重视。 轨道高度影响另一组参数。高度约1000公里时，单星可见范围较大，绕地球一圈约需100分钟左右，时延比地球静止轨道低得多。高度降低，时延和链路损耗减小，但单星覆盖缩小，需要更多卫星组网；高度增加则相反。星座规模与时延之间需要平衡。 近极地轨道也有代价。卫星在两极上空交汇密集，轨道面之间的相对运动更复杂，碰撞规避和频率协调都要更细致。极区空间环境特殊，热控和电源设计要适应光照变化。选择这条轨道，是在覆盖、时延、规模和工程难度之间做出的综合取舍。