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2021/12/25

風雲一號

在上世紀60年代，就著手進行發展極軌氣象衛星的準備工作。1970年周恩來總理指出要搞自己的氣象衛星，並親自布置了相關任務，從此開始了第一代極軌氣象衛星風雲一號（FY-1）的研製和發展工作。

FY-1衛星分為兩個批次，各兩顆星。01批的FY-1A星於1988年7月9日發射，FY-1B星於1990年9月3日發射。02批衛星在01批星的基礎上，改進了姿態控制系統的可靠性和掃描輻射計的性能，將5個通道增加到10個；甚高解析度圖像傳輸(HRPT)數傳碼速率相應提高一倍，由0.6654Mbps提高到1.3308Mbps；星上裝置了固態存儲器，實現了延時圖像傳輸(DPT)的數字化。這一系列的改進使02批星性能得到大幅度的提高，壽命都大大超過2年的設計壽命。02批的FY-1C星於1999年5月10日發射，FY-1D星於2002年5月15日發射。

以FY-1C為例(FY-1D技術指標基本上與FY-1C相同)，衛星主要技術指標為：

軌道類型：太陽同步軌道

軌道高度：863公里

軌道傾角：98.79º

軌道偏心率：0.00188

軌道周期：102.332分鐘

軌道回歸周期：10.61天

軌道降交點地方時：08.34（1999年7月4日）

衛星重量：950公斤

衛星平均功率：229瓦

星體尺寸：1.42米×1.42米×1.20米柱型六面體

太陽帆板：對稱安裝在星體外側，總長度為10.556米

FY-1氣象衛星也是最先研製和發射的對地遙感應用衛星，解決了太陽同步軌道衛星的發射和精確入軌、長壽命的三軸穩定姿態衛星平台、高質量的可見和紅外掃描輻射計、全球資料的星上存儲和回放，對衛星的長期業務測控和管理、地面資料接收處理應用系統的建設和長期業務運行等一系列關鍵技術問題。現在，仍在許多應用領域發揮重要的作用。

風雲二號

從二十世紀八十年代開始研製地球靜止氣象衛星和地面應用系統的設計與建設，第一代地球靜止氣象衛星定名為風雲二號（FY-2）。第一顆地球靜止氣象衛星FY-2A於1997年6月10日，利用長征三號火箭在西昌衛星發射中心發射成功，6月17日定點於105oE赤道上空，由此開始了地球靜止氣象衛星在軌運行的時代。地球靜止氣象衛星預定的定點位置有三個：105E、86.5E和123E，其中105E為業務衛星的定點位置，其他兩個位置一般用於備分星或準備廢棄衛星的位置。

按照目前確定的地球靜止氣象衛星的發展計劃，第一代地球靜止氣象衛星將分為三個批次：

01批衛星包括2顆星FY-2A和FY-2B，屬於試驗型地球靜止氣象衛星；

02批有3顆衛星FY-2C、FY-2D和FY-2E，為業務型地球靜止氣象衛星，相對01批衛星，02批衛星技術性能有較大改進，主要包括星載掃描輻射計由01批的三通道增加到5通道，若干主要技術指標也有所提高；02批增加了星上蓄電池供電能力，以保證衛星在春、秋分前後進入地影期間對全星供電，星上儀器不關機；

03批預計有3顆星FY-2F、FY-2G和FY-2H，衛星性能將在02批衛星的基礎上有適當改進。增加03批衛星計劃的主要目的是確保在軌運行的第一代地球靜止氣象衛星向第二代靜止氣象衛星實現連續、穩定的過渡。

到2012年為止已成功發射6顆地球靜止氣象衛星，其中01批2顆衛星FY-2A和FY-2B已停止工作，脫離了地球同步軌道。目前在軌運行，並提供應用服務的是02批3顆衛星FY-2C、FY-2D、FY-2E和03批的1顆衛星FY-2F，分別於2004年10月19日、2006年12月8日、2008年12月23日和2012年1月13日發射成功。

風雲三號

風雲三號（FY-3）氣象衛星是的第二代極軌氣象衛星，它是在FY-1氣象衛星技術基礎上的發展和提高，在功能和技術上向前跨進了一大步，具有質的變化，具體要求是解決三維大氣探測，大幅度提高全球資料獲取能力，進一步提高雲區和地表特徵遙感能力，從而能夠獲取全球、全天候、三維、定量、多光譜的大氣、地表和海表特性參數。FY-3氣象衛星的應用目的包括四個方面：

● 為中期數值天氣預報提供全球均勻解析度的氣象參數。

● 研究全球變化包括氣候變化規律,為氣候預測提供各種氣象及地球物理參數。

● 監測大範圍自然災害和地表生態環境。

● 為各種專業活動(航空、航海等)提供全球任一地區的氣象信息，為軍事氣象保障服務。

FY-3衛星的主要技術指標為：

軌道類型：近極地太陽同步軌道

軌道標稱高度：836公里

軌道傾角：98.75°

標稱軌道回歸周期為5.5天，設計範圍為4至10天

軌道保持偏心率：≤0.0025

交點地方時漂移：2年小於15分鐘

衛星發射窗口：降交點地方時10:00AM～10:20AM或升交點地方時13:40PM～14:00PM

姿態穩定方式：三軸穩定

三軸指向精度：≤0.3°

三軸測量精度：≤0.05°

三軸姿態穩定度：≤4×10-3 °/s

太陽能帆板自動對日進行定向跟蹤。

FY-3 (01批)星上有11種探測儀器，各儀器主要性能指標和探測目的見表3.1。

表3.1 FY-3(01批)遙感儀器主要性能指標

名稱	性能參數	探測目的
可見光紅外掃描輻射計(VIRR)	光譜範圍 0.43～12.5μm通道數 10掃描範圍 ±55.4°地面解析度 1.1Km	雲圖、植被、泥沙、捲雲及雲相態、雪、冰、地表溫度、海表溫度、水汽總量等。
大氣探測儀器包	紅外分光計(IRAS)	光譜範圍 0.69～15.0μm通道數 26掃描範圍 ±49.5°地面解析度 17Km	大氣溫、濕度廓線、O3總含量、CO2濃度、氣溶膠、雲參數、極地冰雪、降水等。
微波溫度計(MWTS)	頻段範圍 50～57GHz通道數 4掃描範圍 ±48.3°地面解析度 50～75Km
微波濕度計（MWHS）	頻段範圍 150～183GHz通道數 5掃描範圍 ±53.35°地面解析度 15Km
中解析度光譜成像儀(MERSI)	頻段範圍 0.40～12.5μm通道數 20掃描範圍 ±55.4°地面解析度 0.25～1Km	海洋水色、氣溶膠、水汽總量、雲特性、植被、地面特徵、表面溫度、冰雪等。
微波成像儀(MWRI)	頻段範圍 10～89GHz通道數 10掃描範圍 ±55.4°地面解析度 15～85Km	雨率、雲含水量、水汽總量、土壤濕度、海冰、海溫、冰雪覆蓋等。
地球輻射探測儀(ERM)	光譜範圍 0.2～50μm，0.2～3.8μm通道數窄視場2個，寬視場 2個掃描範圍 ±50°（窄視場）靈敏度 0.4Wm-2·sr-1	地球輻射
太陽輻射監測儀（SIM）	太陽輻射測量：光譜範圍 0.2～50μm靈敏度 0.2Wm-2	太陽輻射
紫外臭氧垂直探測儀(SBUS)	光譜範圍 0.16～0.4 μm通道數 12 掃描範圍垂直向下地面解析度 200km	O3垂直分佈
紫外臭氧總量探測儀（TOU)	光譜範圍 0.3～0.36μm通道數 6掃描範圍 ±54°星下點解析度 50km	O3總含量
空間環境監測器(SEM)	測量空間重離子、高能質子、中高能電子、輻射劑量；監測衛星表面電位與單粒子翻轉事件等。	衛星故障分析所需空間環境參數

數據傳輸採用3個通道。第一個是L波段實時數據(HRPT) 傳輸通道，1698-1710MHz，碼速率為4.2Mbps(RS編碼后),作除中解析度光譜成像儀以外的所有探測數據的實時傳輸，全球範圍內發送。第二個是X波段實時數據(MPT)傳輸通道，7750-7850MHz, 碼速率為18.7Mbps(RS編碼后)，進行中解析度光譜成像儀數據的實時傳輸。第三個是X波段延時數據 (DPT) 傳輸通道，8025～8400MHz，碼速率為93Mbps(RS編碼后)，進行星上存儲延時回放數據的傳輸。在數據傳輸中，格式標準為CCSDS推薦的AOS標準，將與美國和歐洲的下一代氣象衛星的數傳數據格式一致。

風雲3A衛星中解析度光譜成像儀全球業務拼圖

星上存儲回放的數據分為兩類，一類為全球覆蓋，每天有白天和夜晚兩個時次，此類資料有除中解析度成像光譜儀外所有探測器原解析度的資料，包含掃描輻射計10通道1.1公里解析度原始數據。另一類數據是地球任選地區的中解析度光譜成像儀局地資料。

風雲四號

風雲四號氣象衛星是第二代靜止氣象衛星，主要發展目標是：衛星姿態穩定方式為三軸穩定，提高觀測的時間解析度和區域機動探測能力；提高掃描成像儀性能，以加強中小尺度天氣系統的監測能力；發展大氣垂直探測和微波探測，解決高軌三維遙感；發展極紫外和X射線太陽觀測，加強空間天氣監測預警。風雲四號衛星計劃發展光學和微波兩種類型的衛星。