中國(guó)海洋遙感衛(wèi)星分解（課堂PPT）

1、中國(guó)海洋遙感衛(wèi)星風(fēng)云衛(wèi)星系列風(fēng)云衛(wèi)星系列風(fēng)云衛(wèi)星系列 中國(guó)早在二十世紀(jì)七十年代就開(kāi)始發(fā)展我國(guó)的氣象衛(wèi)星，截止目前已發(fā)射了13顆氣象衛(wèi)星，分別實(shí)現(xiàn)了極軌衛(wèi)星和靜止衛(wèi)星的業(yè)務(wù)化運(yùn)行，是繼美國(guó)、俄羅斯之后第三個(gè)同時(shí)擁有極軌氣象衛(wèi)星和靜止氣象衛(wèi)星的國(guó)家。 風(fēng)云衛(wèi)星系列包括了兩類(lèi)氣象衛(wèi)星：“太陽(yáng)同步軌道氣象衛(wèi)星”，又稱(chēng)極軌氣象衛(wèi)星，以及地球靜止軌道氣象衛(wèi)星。極軌氣象衛(wèi)星 1970年周恩來(lái)總理指出要搞我國(guó)自己的氣象衛(wèi)星，并親自布置了相關(guān)任務(wù)，從此開(kāi)始了我國(guó)極軌氣象衛(wèi)星的研制和發(fā)展工作。 中國(guó)的極軌氣象衛(wèi)星可以分為第一代極軌氣象衛(wèi)星和第二代極軌氣象衛(wèi)星兩種，也就是風(fēng)云一號(hào)和風(fēng)云三號(hào)系列。 風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星

2、風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星于1977年形成總體初步方案，并全面開(kāi)展研制工作。1985年10月，風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星工程被列入“七五”期間衛(wèi)星型號(hào)發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目。 FY-1衛(wèi)星分為兩個(gè)批次，各兩顆星。01批的FY-1A星于1988年7月9日發(fā)射，F(xiàn)Y-1B星于1990年9月3日發(fā)射。第二批衛(wèi)星在01批星的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了姿態(tài)控制系統(tǒng)的可靠性和掃描輻射計(jì)的性能，將5個(gè)通道增加到10個(gè)；甚高分辨率圖像傳輸(HRPT)數(shù)傳碼速率相應(yīng)提高一倍，由0.6654Mbps提高1.3308Mbps；星上裝置了固態(tài)存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)了延時(shí)圖像傳輸(DPT)的數(shù)字化。這一系列的改進(jìn)使02批星性能得到大幅度的提高，壽命都大大超過(guò)2年的設(shè)計(jì)

3、壽命。02批的FY-1C星于1999年5月10日發(fā)射，F(xiàn)Y-1D星于2002年5月15日發(fā)射。 目前，這四顆衛(wèi)星均已停止運(yùn)行。 風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星 FY-1A/B均為試驗(yàn)型氣象衛(wèi)星，獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)為后續(xù)衛(wèi)星的研制和管理提供了有意義的數(shù)據(jù)。下面以FY-1C為例(FY-1D技術(shù)指標(biāo)基本上與FY-1C相同)，介紹衛(wèi)星主要技術(shù)指標(biāo)： 軌道類(lèi)型：太陽(yáng)同步軌道 軌道高度：863公里 軌道傾角：98.79 軌道偏心率：0.00188 軌道周期：102.332分鐘 軌道回歸周期：10.61天 衛(wèi)星重量：950公斤 衛(wèi)星平均功率：229瓦 星體尺寸：1.42m1.42m1.20m柱型六面體 太陽(yáng)帆板：對(duì)

4、稱(chēng)安裝在星體外側(cè)，總長(zhǎng)度為10.556米風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星 FY-1衛(wèi)星的遙感儀器為兩臺(tái)可見(jiàn)光、紅外掃描輻射計(jì)，互為備份。主要特性為： 掃描率：6條掃描線(xiàn)/秒 對(duì)地掃描角：55.4 星下點(diǎn)地面分辨率：1.1公里 數(shù)據(jù)量化等級(jí)：10比特 定標(biāo)精度：可見(jiàn)光、近紅外通道10%（反射率），紅外通道1K（300K） 通道：FY-1A/B星具有5個(gè)通道，波長(zhǎng)為0.58-0.68、0.725-1.1、0.48- 0.53、0.53-0.58、10.5-12.5(微米)。 FY-1C/D星具有10個(gè)通道，波長(zhǎng)為0.58-0.68、0.84-0.89、3.55-3.93、10.3-11.3、11.5-12.5、1

5、.58-1.64、0.43-0.46、0.48-0.53、0.53-0.58、0.900-0.965（微米）。風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星 數(shù)據(jù)傳輸方式： FY-1A/B星的數(shù)傳方式為：HRPT的碼率為0.6654Mbps，工作頻率為1670-1710MHz，信息格式與NOAA衛(wèi)星基本相同；高分辨率圖像傳輸（APT）和DPT為模擬信號(hào)。 FY-1C/D星的數(shù)傳方式為HRPT的碼速率為1.3308Mbps，載波頻率為1700.4MHz；DPT的碼速率為1.3308Mbps，載波頻率為1708.46MHz,可獲取4個(gè)通道(通道1、2、4、5)、空間分辨率3.3公里的全球資料。風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星

6、FY-1氣象衛(wèi)星也是我國(guó)最先研制和發(fā)射的對(duì)地遙感應(yīng)用衛(wèi)星，解決了太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星的發(fā)射和精確入軌、長(zhǎng)壽命的三軸穩(wěn)定姿態(tài)衛(wèi)星平臺(tái)、高質(zhì)量的可見(jiàn)和紅外掃描輻射計(jì)、全球資料的星上存儲(chǔ)和回放，對(duì)衛(wèi)星的長(zhǎng)期業(yè)務(wù)測(cè)控和管理、地面資料接收處理應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)和長(zhǎng)期業(yè)務(wù)運(yùn)行等一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題?，F(xiàn)在，仍在許多應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星 風(fēng)云三號(hào)（FY-3）氣象衛(wèi)星是我國(guó)的第二代極軌氣象衛(wèi)星，它是在FY-1氣象衛(wèi)星技術(shù)基礎(chǔ)上的發(fā)展和提高，在功能和技術(shù)上向前跨進(jìn)了一大步，具有質(zhì)的變化，具體要求是解決三維大氣探測(cè)，大幅度提高全球資料獲取能力，進(jìn)一步提高云區(qū)和地表特征遙感能力，從而能夠獲取全球、全天候、三

7、維、定量、多光譜的大氣、地表和海表特性參數(shù)。FY-3氣象衛(wèi)星的應(yīng)用目的包括四個(gè)方面： 為中期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)提供全球均勻分辨率的氣象參數(shù)。 研究全球變化包括氣候變化規(guī)律,為氣候預(yù)測(cè)提供各種氣象及地球物理參數(shù)。 監(jiān)測(cè)大范圍自然災(zāi)害和地表生態(tài)環(huán)境。 為各種專(zhuān)業(yè)活動(dòng)(航空、航海等)提供全球任一地區(qū)的氣象信息，為軍事氣象保障服務(wù)。 風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星 FY-3的研制和生產(chǎn)分為二個(gè)批次，01批共兩顆衛(wèi)星，F(xiàn)Y-3A已經(jīng)于2008年5月7日成功發(fā)射。FY-3B于2010年11月5日成功發(fā)射。02批星的FY-3C于2013年9月23日成功發(fā)射。FY-3衛(wèi)星系列將應(yīng)用15年左右。FY-3衛(wèi)星的主要技術(shù)指標(biāo)為： 軌道

8、類(lèi)型：近極地太陽(yáng)同步軌道 軌道標(biāo)稱(chēng)高度：836公里 軌道傾角：98.75 標(biāo)稱(chēng)軌道回歸周期為5.5天，設(shè)計(jì)范圍為4至10天 軌道保持偏心率：0.0025 交點(diǎn)地方時(shí)漂移：2年小于15分鐘 衛(wèi)星發(fā)射窗口：降交點(diǎn)地方時(shí)10:00AM10:20AM或升交點(diǎn)地方時(shí)13:40PM14:00PM 姿態(tài)穩(wěn)定方式：三軸穩(wěn)定 三軸指向精度：0.3 三軸測(cè)量精度：0.05 三軸姿態(tài)穩(wěn)定度：410-3 /s 太陽(yáng)能帆板自動(dòng)對(duì)日進(jìn)行定向跟蹤。風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星 FY-3A攜帶了11臺(tái)探測(cè)儀，光譜通道達(dá)百余個(gè)，覆蓋紫外、可見(jiàn)光、紅外和微波波段的寬廣范圍，除對(duì)大氣溫度、濕度進(jìn)行三維立體觀(guān)測(cè)外，還可監(jiān)測(cè)云、雨、O3分布、地表

9、特征參數(shù)等。風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星儀器的基本參數(shù)如下表：風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星 FY-3A數(shù)據(jù)通過(guò)科學(xué)算法，可處理生成大氣、海洋、陸表和空間環(huán)境四大類(lèi)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品分為三級(jí)，一級(jí)是衛(wèi)星儀器觀(guān)測(cè)資料經(jīng)過(guò)地理定位和輻射定標(biāo)后生成通道輻射亮度溫度和反射率等產(chǎn)品，二級(jí)是在一級(jí)的基礎(chǔ)上生成的地球大氣物理參數(shù)，三級(jí)是在二級(jí)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均后得到的結(jié)果。這些產(chǎn)品根據(jù)算法的成熟程度又分業(yè)務(wù)產(chǎn)品和試驗(yàn)產(chǎn)品，試驗(yàn)產(chǎn)品成熟后可轉(zhuǎn)為業(yè)務(wù)產(chǎn)品。 FY-3A大氣探測(cè)資料，例如紅外分光計(jì)、微波溫度計(jì)、微波濕度計(jì)光譜通道輻射率在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式同化中的初步試驗(yàn)結(jié)果

10、表明，不僅在南半球有正效應(yīng)，而且在北半球也有較明顯效果。風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星 FY-3A 2008年7月19日中分辨率光譜成像儀可見(jiàn)光通道4 km分辨率的全球影像鑲嵌圖，圖中云系和地表清楚可辨。風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星 從6月4日中分辨率光譜成像儀可見(jiàn)光通道250 m分辨率數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)到加拿大北部班克斯、梅爾維爾等多島地區(qū)的冰、雪覆蓋分布(圖a)可見(jiàn)，受氣候影響海冰開(kāi)裂和消融；陸面上有結(jié)冰和積雪，深藍(lán)色為海水，島嶼之間是海冰覆蓋；圖3a右下方淺藍(lán)色可能是較薄的海冰；盡管有冰雪覆蓋，但水陸交界仍可辯。為便于分析，另附衛(wèi)星監(jiān)測(cè)區(qū)的地理位置。風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星靜止氣象衛(wèi)星 從二十世紀(jì)八十年代中國(guó)開(kāi)始研制地球靜止氣象衛(wèi)

11、星和地面應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)，第一代地球靜止氣象衛(wèi)星定名為風(fēng)云二號(hào)（FY-2）。中國(guó)第一顆地球靜止氣象衛(wèi)星FY-2A于1997年6月10日，利用長(zhǎng)征三號(hào)火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，6月17日定點(diǎn)于105E赤道上空，由此開(kāi)始了我國(guó)地球靜止氣象衛(wèi)星在軌運(yùn)行的時(shí)代。 中國(guó)地球靜止氣象衛(wèi)星預(yù)定的定點(diǎn)位置有三個(gè)：105E、86.5E和123E，其中105E為業(yè)務(wù)衛(wèi)星的定點(diǎn)位置，其他兩個(gè)位置一般用于備分星或準(zhǔn)備廢棄衛(wèi)星的位置。靜止氣象衛(wèi)星 按照目前確定的我國(guó)地球靜止氣象衛(wèi)星的發(fā)展計(jì)劃，中國(guó)第一代地球靜止氣象衛(wèi)星將分為三個(gè)批次： 01批衛(wèi)星包括2顆星FY-2A和FY-2B，屬于試驗(yàn)型地球靜止氣象衛(wèi)星；

12、02批有3顆衛(wèi)星FY-2C、FY-2D和FY-2E，為業(yè)務(wù)型地球靜止氣象衛(wèi)星，相對(duì)01批衛(wèi)星，02批衛(wèi)星技術(shù)性能有較大改進(jìn)，主要包括星載掃描輻射計(jì)由01批的三通道增加到5通道，若干主要技術(shù)指標(biāo)也有所提高；02批增加了星上蓄電池供電能力，以保證衛(wèi)星在春、秋分前后進(jìn)入地影期間對(duì)全星供電，星上儀器不關(guān)機(jī)； 靜止氣象衛(wèi)星 03批預(yù)計(jì)有3顆星FY-2F、FY-2G和FY-2H，衛(wèi)星性能將在02批衛(wèi)星的基礎(chǔ)上有適當(dāng)改進(jìn)。增加03批衛(wèi)星計(jì)劃的主要目的是確保在軌運(yùn)行的第一代地球靜止氣象衛(wèi)星向第二代靜止氣象衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定的過(guò)渡。FY-2F已于2012年上半年發(fā)射。 到目前為止，中國(guó)已成功發(fā)射6顆地球靜止氣象

13、衛(wèi)星，其中01批2顆衛(wèi)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(yùn)行并提供應(yīng)用服務(wù)的是02批3顆衛(wèi)星FY-2C、FY-2D、FY-2E和03批的1顆衛(wèi)星FY-2F。分別于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(fā)射成功。靜止氣象衛(wèi)星 FY-2F是第四顆業(yè)務(wù)衛(wèi)星，作用是獲取白天可見(jiàn)光云圖、晝夜紅外云圖和水氣分布圖，進(jìn)行天氣圖傳真廣播，收集氣象、水文和海洋等數(shù)據(jù)收集平臺(tái)的氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，供國(guó)內(nèi)外氣象資料利用站接收利用，監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)和衛(wèi)星所處軌道的空間環(huán)境，為衛(wèi)星工程和空間環(huán)境科學(xué)研究提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。F星在應(yīng)用上取得兩項(xiàng)重要的進(jìn)步：一

14、是區(qū)域加密觀(guān)測(cè)大顯身手，使我國(guó)對(duì)臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；二是建立了在軌輻射定標(biāo)的CIBLE方法。 我國(guó)2013年對(duì)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差已小于90公里，超過(guò)日本、達(dá)到美國(guó)的先進(jìn)水平。 靜止氣象衛(wèi)星 F星掃描輻射計(jì)具有更加機(jī)動(dòng)靈活的區(qū)域觀(guān)測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)對(duì)流天氣的區(qū)域加密觀(guān)測(cè)（六分鐘取一幅圖），取得了四項(xiàng)效果：1.可更及時(shí)觀(guān)察臺(tái)風(fēng)運(yùn)行情況； 2.可觀(guān)察到臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化； 3.可提前發(fā)布對(duì)臺(tái)風(fēng)定位點(diǎn)強(qiáng)度的信息； 4.觀(guān)測(cè)到較大尺寸環(huán)流溫度變化。 國(guó)家衛(wèi)星氣象中心在F星在軌應(yīng)用情況報(bào)告中總結(jié)說(shuō)明，F(xiàn)星的圖像質(zhì)量與區(qū)域觀(guān)測(cè)功能優(yōu)于E星；各通道雜光影響較E星有明顯下降，最大雜光占系統(tǒng)最高能量?jī)H為

15、0.6%；輻冷器在夏季仍可在93.5K下工作，且尚有較好的制冷余量。 靜止氣象衛(wèi)星風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星S-VISSR傳感器參數(shù)：靜止氣象衛(wèi)星風(fēng)云二號(hào)FY-2C衛(wèi)星S-VISSR傳感器波段信息表： 風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星在全球氣象衛(wèi)星觀(guān)測(cè)網(wǎng)中占有重要的位置，在整個(gè) 東亞這塊，特別是 印度洋、 青藏高原的衛(wèi)星觀(guān)測(cè)過(guò)去是一個(gè)很薄弱的區(qū)域。我國(guó)風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星定位于東經(jīng)105度，其位置決定了它是整個(gè)地球觀(guān)測(cè)系統(tǒng)中不可或缺的一部分，它獲得的觀(guān)測(cè)資料對(duì)國(guó)際的氣象界乃至地球科學(xué)界都是一個(gè)貢獻(xiàn)。靜止氣象衛(wèi)星靜止氣象衛(wèi)星靜止氣象衛(wèi)星 風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星載有太陽(yáng) X 射線(xiàn)探測(cè)器及空間粒子探測(cè)器,太陽(yáng) X 射線(xiàn)探測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)軟硬 X 射線(xiàn)

16、暴。這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接反映了太陽(yáng)的活動(dòng)水平，通過(guò)建立風(fēng)云二號(hào)氣象衛(wèi)星空間環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的接收處理系統(tǒng)，可對(duì) X 射線(xiàn)暴、質(zhì)子事件及電子事件進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。風(fēng)云四號(hào)氣象衛(wèi)星 根據(jù)我國(guó)氣象衛(wèi)星及其應(yīng)用發(fā)展規(guī)劃（20112020年），我國(guó)計(jì)劃到2020年再發(fā)射10顆氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星，衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命和搭載儀器逐步升級(jí)，設(shè)計(jì)使用壽命達(dá)4年，靜止衛(wèi)星進(jìn)行升級(jí)換代，并發(fā)射降水測(cè)量雷達(dá)星，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)遙感與被動(dòng)遙感相結(jié)合的觀(guān)測(cè)方式。與此同時(shí)，地面接收系統(tǒng)將相應(yīng)升級(jí)、擴(kuò)建，衛(wèi)星資料應(yīng)用持續(xù)推進(jìn)，增強(qiáng)定量化水平。全球氣象衛(wèi)星觀(guān)測(cè)資料獲取時(shí)間將縮短至2小時(shí)以?xún)?nèi)。 目前我國(guó)正在研制和發(fā)展下一代的靜止氣象衛(wèi)星風(fēng)云4號(hào)。 風(fēng)云四號(hào)氣象

17、衛(wèi)星 風(fēng)云四號(hào)氣象衛(wèi)星是我國(guó)第二代靜止氣象衛(wèi)星，主要發(fā)展目標(biāo)是：衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定方式為三軸穩(wěn)定，提高觀(guān)測(cè)的時(shí)間分辨率和區(qū)域機(jī)動(dòng)探測(cè)能力；提高掃描成像儀性能，以加強(qiáng)中小尺度天氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)能力；發(fā)展大氣垂直探測(cè)和微波探測(cè)，解決高軌三維遙感；發(fā)展極紫外和X射線(xiàn)太陽(yáng)觀(guān)測(cè)，加強(qiáng)空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警。 風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星計(jì)劃發(fā)展光學(xué)和微波兩種類(lèi)型的衛(wèi)星。 風(fēng)云四號(hào)氣象衛(wèi)星 我國(guó)幅員遼闊，國(guó)土東西跨度超過(guò)60度，隨著我國(guó)資源和安全對(duì)信息區(qū)域擴(kuò)大的需求，光學(xué)星按照東、西雙星進(jìn)行空間軌道布局（雙星運(yùn)行），西部星觀(guān)測(cè)區(qū)域覆蓋我國(guó)西部、印度洋、紅海和中東地區(qū)并西接歐洲，東部星觀(guān)測(cè)區(qū)域覆蓋我國(guó)中東部、擴(kuò)大到廣大太平洋地區(qū)。微波探測(cè)衛(wèi)星單星運(yùn)行，定點(diǎn)在在能覆蓋我國(guó)國(guó)土為主的最佳空間軌道位置。 光學(xué)衛(wèi)星將在“十一五”期間完成型號(hào)立項(xiàng)，并進(jìn)入研制，在“十二五”發(fā)射試驗(yàn)衛(wèi)星，完成對(duì)試驗(yàn)衛(wèi)星的評(píng)估和明確業(yè)務(wù)衛(wèi)星技術(shù)狀態(tài)，“十三五”發(fā)射風(fēng)云四號(hào)業(yè)務(wù)衛(wèi)星并接替風(fēng)云二號(hào)業(yè)務(wù)的任務(wù)。 風(fēng)云四號(hào)