發展曆程
為了滿足我國天氣預報、氣候預測和環境監測等方面的迫切需求,1994年将我國第二代極軌氣象衛星“風雲三号”列入航天技術“九五”規劃,加快了發展FY-3衛星的步伐,2000年11月國務院正式批準立項。
FY-3衛星的目标是獲取地球大氣環境的三維、全球、全天候、定量、高精度資料。衛星的主要任務是:(1)為天氣預報,特别是中期數值天氣預報,提供全球的溫、濕、雲輻射等氣象參數;(2)監測大範圍自然災害和生态環境;(3)研究全球環境變化,探索全球氣候變化規律,并為氣候診斷和預測提供所需的地球物理參數;(4)為軍事氣象和航空,航海等專業氣象服務,提供全球及地區的氣象信息。
新一代的極軌氣象衛星風雲三号,已經研制8年了(至2008年),要在北京奧運會之前發射。在未來五到十年内,我國氣象衛星發射的密度是非常高的。在不遠的将來,我國的氣象衛星技術和水平将實現更大的突破和跨越。
基本介紹
FY-3衛星發射質量為2400kg,在軌飛行尺寸為4.46m*10m*3.79m,軌道高度836.4km,傾角98.753度,周期101.496min,壽命2年以上。
衛星裝載的探測儀器有:10通道掃描輻射計、20通道紅外分光計、20通道中分辨率成像光譜儀、臭氧垂直探測儀、臭氧總量探測儀、太陽輻照度監測儀、4通道微波溫度探測輻射計、5通道微波濕度計、微波成像儀、地球輻射探測儀和空間環境監測器。
FY-3衛星配置的有效載荷多,研制起點高,技術難度大,衛星總體性能将接近或達到歐洲正在研制的METOP和美國即将研制的NPP極軌氣象衛星水平。FY-3衛星研制成功将使我國在極軌氣象衛星領域更進一步縮小與美國、歐洲等發達國家的差距,接近或趕上其發展水平,增強我國參與國際合作和國際競争的能力。
主要技術參數
軌道參數
衛星軌道:近極地太陽同步軌道
軌道标稱高度:836公裡
軌道傾角:98.75°
入軌精度:半長軸偏差:|Δa|≤5公裡
軌道傾角偏差:|Δi|≤0.12°
标稱軌道回歸周期為5.5天,設計範圍為4至10天
軌道偏心率:≤0.0015
交點地方時漂移:2年小于10分鐘
衛星發射窗口:降交點地方時10:00~10:20或升交點地方時13:40~14:00
第一顆星:上午窗口。
衛星姿态0
姿态穩定方式:三軸穩定
三軸指向精度:≤0.3°
三軸測量精度:≤0.05°
三軸姿态穩定度:≤4×10-3°/s
衛星能源
太陽帆闆對日定向跟蹤
星上記時
記時方式:年日計數和日毫秒計數
記時單位:1毫秒
時間精度(星地總精度):小于20毫秒
數據記錄存儲
記錄除中分辨率光譜成像儀外的其他遙感探測儀器全球探測資料;
記錄中分辨率成像光譜儀資料20分鐘。
資料傳輸
L波段實時傳輸信道(AHRPT)
格式标準:CCSDS推薦的AOS标準
原始數據率:約4.2Mbps(RS編碼後)
載波頻率:L波段(1698-1710MHz)
調制體制:
EIRP:41dBm(EL=5°時)
全球範圍内實時發送,并具有程控功能。
X波段實時傳輸信道(MPT)
格式标準:CCSDS推薦的AOS标準
原始數據率:約18.7Mbps(RS編碼後)
載波頻率:X波段(7750-7850MHz)
調制方式:QPSK
EIRP:46dBm(EL=5°時)
程控加密傳輸。
X波段延時傳輸信道(DPT)
格式标準:CCSDS推薦的AOS标準
原始數據率:約93Mbps(RS編碼後)
載波頻率:X波段(8025-8400MHz)
調制方式:QPSK
EIRP:46dBm(EL=7°時)
國内接收站網延時回放。
觀測儀器技術指标
姿态保持方式
自旋穩定,自旋軸垂直軌道平面誤差<0.5°
自旋速率
98±1轉/分(rpm),運行中可能提高為100rpm
姿态保持精度
≤±0.5°
姿态測量精度
≤±0.07°
姿态穩定度
短期:≤3.5μrad/0.6秒
長期:≤35μrad/30分
S天線指向誤差
姿态保持方式
自旋穩定,自旋軸垂直軌道平面誤差<0.5°
風雲三号衛星裝載10個探測儀器
可見光紅外掃描輻射計
紅外分光計
微波溫度輻射計
微波濕度輻射計
中分辨率光譜成像儀
微波成像儀
紫外臭氧探測器
地球輻射收支探測器
太陽輻照度監測儀
空間環境監測器
特點優勢
風雲3号衛星的研制工作已經進行多年,大家稱它為“奧運星”,隻是恰逢2008年北京奧運會之前發射,它将在奧運期間,和風雲二号氣象衛星一起,共同為奧運會提供氣象保障服務。風雲3号01星的發射準備工作進行順利,目前衛星已經進入靶場,進場測試情況良好。中國氣象局國家衛星氣象中心負責的地面應用系統工程建設,包括資料接收、處理、産品生成和分發等,目前正在緊張進行最後的調試和測試工作。如果一切正常的話,2008年5月可以看到風雲三号發射。風雲三号是新一代極軌衛星,其主要特點應該從三方面來講。
第一,将實現對大氣的三維探測。因為衛星上攜帶有先進的微波探測儀器和紅外垂直探測儀,不光可以了解雲和大氣的表面特性,而且可以了解大氣溫度濕度的垂直結構分布,這對天氣預報特别是對數值預報有十分關鍵的作用。
第二,實現全球高分辨率觀測。對全球氣候和自然災害監測有重要價值。風雲三号衛星有很強的的星上存儲能力,可以存儲全球觀測到的數據。同時,中國氣象局已經和瑞典進行合作,在北極地區建立了數據接收業務,可以獲取全球觀測資料,并傳輸到北京。
第三,實現了全天候和全天時工作。風雲三号衛星不受白天和黑夜的限制,也不受各種天氣狀況的影響,可以在各種條件下工作,提供24小時的觀測服務。這對遙感科技工作而言,是一個福音。
氣象衛星
氣象衛星是對地球及其大氣層進行氣象觀測的人造地球衛星,具有範圍大、及時迅速、連續完整的特點,并能把雲圖等氣象信息發給地面用戶。
氣象衛星的本領來自于它攜帶的氣象遙感器。這種遙感器能夠接收和測量地球及其大氣的可見光、紅外與微波輻射,并将它們轉換成電信号傳送到地面。地面接收站再把電信号複原繪出各種雲層、地表和洋面圖片,進一步處理後就可以發現天氣變化的趨勢。
氣象衛星的軌道大緻有兩種,一種是太陽同步軌道,一種是地球靜止軌道。按照前一種軌道運行,衛星每天對地球表面巡視兩遍,其優點是可以獲得全球氣象資料,缺點是對某一地區每天隻能觀測兩次。 若運行于地球靜止軌道,則可以對地球近1/5的地區連續進行氣象觀測,實時将資料送回地面,用四顆衛星均勻地布置在赤道上空,就能對全球中、低緯度地區氣象狀況進行連續監測;它的缺點是對緯度大于55度地區的氣象觀測能力差。這兩種衛星如果同時在天上工作,就可以優勢互補。
到目前為止,美國、蘇聯、日本、歐洲空間局、中國、印度等共發射了100多顆氣象衛星。
世界上第一顆氣象衛星是美國發射的“泰羅斯”衛星,它為美國提供了大量氣象資料。但它的雲圖分辨率不高,随發随收的功能還不理想,隻能作為試驗型衛星。第三代太陽同步軌道衛星——“泰羅斯N/諾阿”号則有較佳表現,衛星上攜帶着高分辨率掃描輻射計和垂直探測器。它拍攝的雲圖可以及時傳輸給地面,也可以把一地的雲圖貯存在磁帶裡,在衛星飛經另一地地面接收站時傳給地面。它每天可輸出全球範圍内的 16000多個地點的大氣探測資料,二至四萬個點的海面溫度測量值。每天全球有一百多個地面接收站在接收這類的衛星雲圖。
前蘇聯的氣象衛星命名為“流星”号,分Ⅰ、Ⅱ号兩個系列。“流星Ⅱ号”衛星為太陽同步軌道衛星,每天兩次探測全球有關雲層分布、雪和冰層覆蓋、地面溫度、雲頂高度等數據,并将數據傳給本國及其他國家的60多個自動圖象接收站,業務十分繁忙。
中國1988年9月7日發射了第一顆氣象衛星—“風雲一号”太陽同步軌道氣象衛星。衛星雲圖的清晰度可與美國“諾阿”衛星雲圖媲美,但由于星上元器件發生故障,它隻工作了39天。目前,性能更先進的“風雲二号”地球靜止軌道氣象衛星已經投入應用,并為國民經濟建設發揮了巨大作用。
發射過程
2008年5月27日11時02分,我國首顆新一代極軌氣象衛星風雲三号在太原衛星發射中心發射升空。這顆裝載10餘種先進探測儀器的衛星升空後,将使中國氣象觀測能力得到質的飛躍。
2010年11月5日2時37分,我國在太原衛星發射中心用長征四号丙運載火箭,成功将我國第二顆“風雲三号”氣象衛星送入太空。
火箭飛行19分鐘後,西安衛星測控中心傳來數據表明,衛星已成功進入太陽同步軌道。衛星經在軌測試合格後,将交付中國氣象局國家衛星氣象中心使用。
“風雲三号”衛星是我國新一代極軌氣象衛星,由中國航天科技集團公司所屬上海航天技術研究院為主研制,安裝有可見光紅外掃描輻射儀、紅外分光計等10餘種有效載荷,探測性能比第一代極軌氣象衛星“風雲一号”有顯著提高,可在全球範圍内實施三維、全天候、多光譜、定量探測,獲取地表、海洋及空間環境等參數,實現中期數值預報。這顆氣象衛星将與2008年5月27日成功發射的第一顆“風雲三号”氣象衛星組網運行,進一步提高我國氣象觀測能力和中期天氣預報能力。
“風雲三号”氣象衛星已被世界氣象組織納入新一代世界極軌氣象衛星網。這型衛星在監測大範圍自然災害和生态環境,研究全球環境變化、氣候變化規律和減災防災等方面已經并将繼續發揮重要作用。同時,也可為航空、航海等部門提供全球氣象信息。
這次發射的長征四号丙運載火箭,由中國航天科技集團公司所屬上海航天技術研究院為主研制。這是長征系列運載火箭的第134次飛行。



















