风云三号气象卫星

风云三号气象卫星 为了满足我国天气预报、气候预测和环境监测等方面的迫切需求，1994年将我国第二代极轨气象卫星“风云三号”列入航天技术“九五”，加快了发展FY-3卫星的步伐， 风云三号气象卫星2000年11月国务院正式批准立项。 FY-3卫星的目标是获取地球大气环境的三维、全球、全天候、定量、高精度资料。 基本介绍 “风云三号”发射质量为2400千克，在轨飞行尺寸为4.46米X10米X3.79米，轨道 风云三号气象卫星 高度836.4千米，倾角98.753度，周期101.496分，使用寿命2年以上。 “风云三号”装载的探测仪器有:10通道扫描辐射计、20通道红外分光计、20通道中分辨率成像光谱仪、臭氧垂直探测仪、臭氧总量探测仪、太阳辐照度监测仪、4通道微波温度探测辐射计、5通道微波湿度计、微波成像仪、地球辐射探测仪和空间环境监测器。 “风云三号”配置的有效载荷多，研制起点高，技术难度大，卫星总体性能将接近或达到欧洲正在研制的METOP和美国即将研制的NPP极轨气象卫星水平。“风云三号”卫星研制成功将使我国在极轨气象卫星领域更进一步缩小与美国、欧洲等发达国家的差距，接近或赶上其发展水平，增强我国参与国际合作和国际竞争的能力。 主要任务 卫星的主要任务是: (1)为天气预报，特别是中期数值天气预报，提供全球的温、湿 风云三号气象卫星 、云辐射等气象参数; (2)监测大范围自然灾害和生态环境; (3)研究全球环境变化，探索全球气候变化规律，并为气候诊断和预测提供所需的地球物理参数; (4)为军事气象和航空，航海等专业气象服务，提供全球及地区的气象信息。 新一代的极轨气象卫星“风云三号”经过8年研制，在2008年5月27日11时2分29秒于太原卫星发射中心，由长征四号运载火箭成功送入太空，标志着我国气象卫星和卫星气象事业发展进入了新的历史阶段。 技术参数 轨道参数 卫星轨道:近极地太阳同步轨道 ? 轨道标称高度:836公里 轨道倾角:98.75? 入轨精度 半长轴偏差:|Δa|?5公里 轨道倾角偏差:|Δi|?0.12? 标称轨道回归周期为5.5天，设计范围为4至10天 轨道偏心率:?0.0015 交点地方时漂移:2年小于10分钟 卫星发射窗口:降交点地方时10:00,10:20或升交点地方时13:40,14:00 第一颗星:上午窗口。 卫星姿态 姿态稳定方式:三轴稳定 三轴指向精度:?0.3? ? 三轴测量精度:?0.05? 三轴姿态稳定度:?4×10-3?/s 卫星能源 太阳帆板对日定向跟踪 ? 星上记时 记时方式:年日计数和日毫秒计数 记时单位:1毫秒 时间精度(星地总精度):小于20毫秒 数据记录存储 记录除中分辨率光谱成像仪外的其他遥感探测仪器全球探测资料; 记录中分辨率成像光谱仪资料20分钟。 资料传输 L波段实时传输信道(AHRPT) 标准:CCSDS推荐的AOS标准 原始数据率:约4.2Mbps(RS编码后) ? 载波频率:L波段(1698-1710MHz) ? 调制体制: EIRP:41dBm(EL=5?时) 全球范围内实时发送，并具有程控功能。 X波段实时传输信道(MPT) 格式标准:CCSDS推荐的AOS标准 原始数据率:约18.7Mbps(RS编码后) 载波频率:X波段(7750-7850MHz) 调制方式:QPSK EIRP:46dBm(EL=5?时) 程控加密传输。 X波段延时传输信道(DPT)? 格式标准:CCSDS推荐的AOS标准 原始数据率:约93Mbps(RS编码后) 载波频率:X波段(8025-8400MHz) 调制方式:QPSK EIRP:46dBm(EL=7?时) 国内接收站网延时回放。 观测仪器技术指标 姿态保持方式 自旋稳定，自旋轴垂直轨道平面误差<0.5? 自旋速率:98?1转/分(rpm)，运行中可能提高为100rpm 姿态保持精度:? ? 0.5? 姿态测量精度 :? ? 0.07? 姿态稳定度:短期:? 3.5 μrad/0.6秒 长期:? 35 μrad/30 分 姿态保持方式 自旋稳定，自旋轴垂直轨道平面误差 < 0.5? 特点优势 风云3号卫星的研制工作已经进行多年，大家称它为“奥运星”，只是恰逢2008年北京奥运会之前发射，它将在奥运期间，和风云二号气象卫星一起，共同为奥运会提供气象保障服务。风云3号01星的发射准备工作进行顺利，目前卫星已经进入靶场，进场测试情况良好。中国气象局国家卫星气象中心负责 风云三号气象卫星拍摄的气象图 的地面应用系统工程建设，包括资料接收、处理、产品生成和分发等，目前正在紧张进行最后的调试和测试工作。如果一切正常的话，2008年5月可以看到风云三号发射。 风云三号是新一代极轨卫星，其主要特点应该从三方面来讲。 第一，将实现对大气的三维探测。因为卫星上携带有先进的微波探测仪器和红外垂直探测仪，不光可以了解云和大气的表面特性，而且可以了解大气温度湿度的垂直结构分布，这对天气预报特别是对数值预报有十分关键的作用。 第二，实现全球高分辨率观测。对全球气候和自然灾害监测有重要价值。风云三号卫星有很强的的星上存储能力，可以存储全球观测到的数据。同时，中国气象局已经和瑞典进行合作，在北极地区建立了数据接收业务，可以获取全球观测资料，并传输到北京。 第三，实现了全天候和全天时工作。风云三号卫星不受白天和黑夜的限制，也不受各种天气状况的影响，可以在各种条件下工作，提供24小时的观测服务。这对遥感科技工作而言，是一个福音。 多项第一 2000年9月，国家批准风云三号卫星立项。风云三号卫星是中国自主研制并达到国际先进 风云三号气象卫星 水平的新一代极轨气象卫星，它创造了诸多第一。 星载有效载荷数量第一:它采用新型卫星平台，装载着11台高性能的有效载荷探测仪器，在国内卫星上是首次。 单机活动部件数量第一:它的20台单机有活动部件35个，是国内卫星活动部件最多的。 气象卫星观测功能第一:它的遥感仪器观测谱段从真空紫外线、紫外线、可见光线、红外线一直到微波频段样样齐全，既有光学遥感，又有微波遥感，能实现全天候、全天时、多光谱、三维、定量探测，与欧美新一代气象卫星处于同一发展水平。 报道说，风云三号卫星发射成功后，最长3周后就可完全投入使用，它不仅为北京奥运会提供更加精细化的气象服务，还将使中国的中期数字化气象预报成为可能。 装载载荷 “ 风云三号”卫星质量为2298.5千克，将采用三轴稳定姿态控制方式。它是瞄 风云三号气象卫星 准国际先进技术水平而设计的卫星，技术含量高、系统复杂、研制难度大，是国内目前投资最大、功能最强的对地观测卫星。风云三号卫星装载有扫描辐射计、红外分光计、微波温度计、微波湿度计、中分辨率光谱成像仪、微波成像仪、紫外臭氧总量探测仪、紫外臭氧垂直探测仪、地球辐射探测仪、太阳辐射监测仪和空间环境监测仪等11台有效载荷。 定义解释 气象卫星(meteorological satellite)是对大气层进行气象观测的人造卫星。具有范围大、及时迅速、连续完整的特点，并能把云图等气象信息发给地面用户。1958年美国发射的人造卫星开始携带气象仪器， 1960年4月1日，美国首先发射了第一颗人造试验气象卫星，截止到1990年底，在 风云三号气象卫星 30年的时间内，全世界共发射了116颗气象卫星，已经形成了一个全球性的气象卫星网，消灭了全球4/5地方的气象观测空白区，使人们能准确地获得连续的、全球范围内的大气运动规律，做出精确的气象预报，大大减少灾害性损失。据不完全统计，如果对自然灾害能有3—5天的预报，就可以减少农业方面的30%~50%的损失，仅农、牧、渔业就可年获益1.7亿美元。例如，自1982年至1983年，在中国登陆的33次台风无一漏报。1986年在广东 汕头附近登陆的8607号台风，由于预报及时准确，减少损失达10多亿元。1960年4月1日，美国发射了世界上第一颗试验性气象卫星“泰罗斯”1号。这颗试验气象卫星呈18面柱体，高48厘米，直径107厘米。星上装有电视摄像机、遥控磁带记录器及照片资料传输装置。它在700千米高的近圆轨道上绕地球运转1135圈，共拍摄云图和地势照片22952张，有用率达60%。具有当时最优秀的技术性能。 美国从1960年至1965年间，共发射了10颗“泰罗斯”气象卫星，其中只有最后两颗才是太阳同步轨道卫星。1966年2月3日，美国研制并发射了第一颗实用气象卫星“艾萨”1号，它是美国第二代太阳同步轨道气象卫星，轨道高度约1400千米，云图的星下点分辨率为4000米。从1966年至1969年间，共发射了9颗，获得了大量气象资料。它的发射成功开辟了世界气象卫星研制的新领域，大大减少了由于气象原因造成的各种损失。 我国卫星 中国1988年9月7日发射了第一颗气象卫星—“风云一号”太阳同步轨道气象卫星。卫星云图的清晰度可与美国“诺阿”卫星云图媲美，但由于星上元器件发生故障，它只工作了39天。后成功发射了四颗极轨气象卫星(风云号)和三颗静止气象卫星(风云二号)，经历了从极轨卫星到静止卫星，从试验卫星到业务卫星的发展过程。 同时还建立了以接收风云卫星为主、兼收国外环境卫星的卫星地面接收和应用系统，在气象减灾防灾、国民经济和国防建设中发挥了显著作用。 目前，我国的极轨气象卫星和静止气象卫星已经进入业务化，在轨运行的卫星分别是风云一号D星(2002年发射)和风云二号C星(2004年发射)。我国是世界上少数几个同时拥有极轨和静止气象卫星的国家之一，是世界气象组织对地观测卫星业务监测网的重要成员。 风云三号发射成功 2008年5月27日11时02分，我国首颗新一代极轨气象卫星风云三号在太原卫星 风云三号气象卫星发射成功 发射中心用我国自行研究的“长征四号丙”运载火箭发射升空。这颗装载10余种先进探测仪器的卫星升空后，将使中国气象观测能力得到质的飞跃。 风云三号B星发射 择机发射 中国太原卫星发射中心有关负责人今天表示，我国将于近日在这里使用“长征四号丙”运载火箭择机发射第二颗“风云三号”气象卫星。目前，卫星、火箭、发射场、 [1] 测控系统状态良好，各项准备工作进展顺利。 发射成功 太原卫星发射中心报道 11月5日凌晨，“长征四号丙”运载火箭在太原卫星发射中心，把第二颗“风云三号”气象卫星送入预定轨道。这颗卫星将与第一颗“风云三号”组网运行，由原来的一天全球扫描2次变为4次，从而提高对台风、雷暴等灾害性天气的的观测能力。据悉，“长征四号丙”运载火箭和“风云三号”气象卫星均为上海航天技术研究院总研制。据了解，除了天气预报外，“风云三号”B星还有监测干旱、水灾、沙尘暴等自然灾害和生态环境、全球冰雪覆盖和臭氧分布以及区域空气质量的能力，甚至还能对全球粮食产量进行预估。 根据计划，我国将在未来10年发射14颗气象 [2]卫星。 详细介绍 和“风云三号”A星相比，我国刚刚发射成功的“风云三号”第二颗气象卫星(即“风云三号”B星)又将发挥怎样的功效,记者采访了国家卫星气象中心主任杨军和国家卫星气象中心系统发展室主任杨忠东，为公众揭开气象卫星新成员的神秘面纱。 这是我国首次发射极轨气象卫星下午星 “风云三号”气象卫星是实现全球、全天候、多光谱、三维、定量遥感的我国第二代极轨业务气象卫星系列。“风云三号”第一颗卫星(即“风云三号”A星)已于2008年5月27日成功发射，经过在轨测试、业务试运行和业务运行后，目前已经获取了丰富的地球大气探测数据，并在重大气象服务保障工作中发挥了重要作用。 据杨军介绍，发射本颗卫星的主要目的是完成整个“风云三号”系列的实验任务，并且实现气象卫星的星座观测。所谓星座观测，是指此颗气象卫星和A星形成不同的时间窗，使得整个“风云三号”的观测系统更加完整。目前，“风云三号”A星为上午星，可以每天24小时提供两次全球覆盖探测资料。为了更好地获取时空均匀分布的探测资料，给数值天气预报模式提供更多时次的卫星探测数据，即将发射的卫星安排为下午星设置，以实现“风云三号”上下午双星同时在轨运行的格局，达到每天4次全球资料覆盖的。 杨军表示，这也是我国首次发射极轨气象卫星下午星，对于我国气象卫星事业也具有重要的意义，将使气象观测业务更加地稳定可靠。 性能指标更加完善 杨忠东告诉记者，和“风云三号”A星相比，“风云三号”第二颗气象卫星在卫星平台、有效载荷配置及主要功能性能指标上并没有重大变化。但是作为新一代极轨气象卫星的首发星，A星在个别仪器的运行上还有些不足。经过气象卫星专家的技术总结与研制开发，“风云三号”第二颗气象卫星在11个遥感探测仪器，尤其是红外分光计、微波成像仪和紫外臭氧垂直探测仪的功效发挥上更加完善。 此星发射成功并投入到实际业务使用中后，“风云三号”卫星将在数值天气预报、行星尺度天气分析、中小尺度天气预报、台风定位与强度估算、地球生态与环境分析、全球气候变化的分析等应用领域中发挥更大的作用。 气象部门准备充分 杨军表示，发射“风云三号”第二颗气象卫星的时间确定，主要是按照航天要求、场地安排、轨道计算等因素综合考虑的结果。一般而言，气象卫星的发射会受到气象条件和空间环境的双重影响。之前，气象部门在气象服务保障和空间 天气保障方面做好了充分的准备工作。 杨忠东告诉记者，为了更好地运行“风云三号”双星观测系统，气象卫星专家进行了大量的研发与探索。由于围绕“风云三号”A星的建设任务展开的地面应用系统一期工程不能更好地满足双星运行业务，为了适应“风云三号”第二颗气象卫星发射及发射后的资料处理和服务需求，有关技术人员对现有的“风云三号”地面应用系统一期工程进行功能优化、性能扩充和根据其技术状态变化进行的适应性建设。 据悉，“风云三号”极轨气象卫星应用系统二期工程的建设目标是适当增加计算机资源，提高资料运算处理能力。在一期工程基础上，优化扩充和适应性改造已建的4个国内站、1个国外站和1个数据处理和服务中心的功能和性能，并完成全部业务及试验产品、监测分析服务，联合其它部门开展针对各领域的应用示范，使应用系统具有同时接收、处理和存储双星的资料。 二期工程应用系统应具有较高的稳定性、可靠性和灵活性，保证信息获取的完整性和信息的安全性， [3] 实现数据共享并能方便用户获取数据。 概念解释 11月5日，我国“风云三号”第二颗气象卫星成功发射。这是我国首次发射极轨气象卫星下午星，它将和“风云三号”A星组成上下午双星同时在轨运行的格局。 那么究竟什么叫“上午星”和“下午星”呢,记者专访了国家卫星气象中心副主任、“风云三号”气象卫星地面应用系统总指挥卢乃锰，解开上、下午星的密码。 卢乃锰告诉记者，从国际上来讲，极轨气象卫星的方针都是用双星来组网观测的。一般的配置是“上午”一颗卫星、“下午”一颗卫星。因为气象卫星主要监测的是天气系统，而天气系统在上、下午时间段里的表现却是迥异的。例如，我国的青藏高原，发生雷暴的时间多数都是在下午和晚上，而该地区的降雨则可以说90%以上都是阵性的夜间降雨。因此，对于我国这样一个气候多样性的国家来说，发展上午星和下午星来捕捉上、下午不同的天气系统是尤为重要的。 而上、下午气象卫星的划分，从卫星轨道的层面来将，主要是指卫星飞过赤道顶上的时间是在上午还是在下午。作为卫星用户，我们则可以粗略的理解为，上午星是指气象卫星上午地方时飞过这个地方，下午星则是气象卫星在下午的地方时飞过这个地方。 卢乃锰表示，“风云三号”A、B姊妹星组成的上、下午星运行格局，可以使整个“风云三号”气象卫星系统更加完整，对推动 [4]我国气象卫星事业起到至关重要的作用。