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风云二号气象卫星

第一代地球静止轨道气象卫星

风云二号气象卫星(FY-2),是我国自行研制的第一代地球静止轨道气象卫星,与极地轨道气象卫星相辅相成,构成我国气象卫星应用体系。风云二号卫星共发射了7颗卫星,包括两颗试验卫星(FY-2A卫星、FY-2B卫星)和五颗业务卫星(FY-2C卫星、FY-2D卫星、FY-2E卫星、FY-2F卫星、FY-2G卫星)。风云二号卫星的作用是获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图,进行天气图传真广播,收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据,供国内外气象资料利用站接收利用,监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环境,为卫星工程和空间环境科学研究提供监测数据。

卫星名称风云二号气象卫星研制国家中国
卫星数量7颗发射场西昌卫星发射中心

卫星概述

风云二号系列静止气象卫星是我国第一代地球静止轨道气象卫星,目前已经发射7颗。风云二号卫星由两颗试验卫星(FY-2A卫星、FY-2B卫星)和五颗业务卫星(FY-2C卫星、FY-2D卫星、FY-2E卫星、FY-2F卫星、FY-2G卫星)组成。

其中风云二号A星于1997年6月10日发射成功,风云二号B星于2000年6月25日发射成功,姿态均为自旋稳定,只有一个三通道扫描辐射计,设计寿命3年。从风云二号C星起,扫描辐射计由三个通道增加到五个通道,在性能上较风云二号A/B两星有较大的改进与提高。风云二号C星、D星、E星、F星和G星已分别于2004年10月19日、2006年12月8日、2008年12月23日、2012年1月13日和2014年12月31日发射。

风云二号卫星既是高科技的产物,同时也是一个复杂的系统工程。涉及电子技术、光学技术、材料技术、关键的元器件技术,以及应用技术,其背后体现的是国家综合科技实力,参与卫星、运载、测控、发射、应用五大系统的科技人员成千上万,历经20余年,付出了极其艰苦的努力。

成功的背后

风云二号A星发射之后,上天运行了3个月左右就开始出现一些故障。只能间歇性工作,每天工作6到8小时之后就要休息。B星发射上去之后,前面两颗星,大家搞了很多年,在气象业务应用上都没有达到预期的效果,最终没有实现业务化。但这两颗卫星在天上运行给我们积累了大量的经验,包括空间环境,卫星运行的环境数据很多都是在卫星运行过程中逐渐暴露,然后科技人员经过分析研究和大量的地面模拟试验,再拿出解决办法。在两颗星的基础上,风云二号C星做了256项大的技术改进,这些改进完全是在A星、B星失败的基础上总结出来的。完全可以说,风云二号卫星的成功是一代人,甚至是两代人、三代人艰苦努力,各部门通力合作的结果。

风云二号A星

风云二号A星(FY-2A)是风云二号气象卫星的第一颗试验卫星,FY-2A卫星于1997年6月10日发射成功,姿态均为自旋稳定,只有一个三通道扫描辐射计,设计寿命3年。1997年12月1日正式交付用户进行业务使用。卫星云图资料在监测台风和海洋天气、暴雨预报、为防汛服务、进行青藏高原上空天气系统分析、航空气象保障及气候变化等方面已发挥出重要作用。

风云二号A星运行了3个月左右就开始出现一些故障,只能间歇性工作,每天工作6到8小时之后就要休息。在气象业务应用上都没有达到预期的效果,最终没有实现业务化。

风云二号B星

风云二号B星(FY-2B)是风云二号气象卫星的第二颗试验卫星,于2000年6月25日长征三号火箭西昌卫星发射中心发射升空,并于7月6日成功获取第一张原始云图。姿态均为自旋稳定,只有一个三通道扫描辐射计,设计寿命3年。

风云二号B星发射上去之后,运行了不到8个月,星上有一个部件开始出毛病,卫星转发下来的信号比正常情况下衰减很多,接收起来非常困难。在气象业务应用上都没有达到预期的效果,最终没有实现业务化。这颗卫星的运行给风云二号气象卫星后续卫星积累了大量的经验。

风云二号C星

风云二号C星(FY-2C)是风云二号气象卫星的第一颗业务卫星,于2004年10月19日发射升空后,24日定位于东经105度赤道上空,定点距地面36000千米,占据了风云二号C星位置,以对亚太地区气象情况进行观测。卫星定位后4天,地面应用系统进行了适应性调试,与卫星进行了技术对接,打通了业务测控、数据传输与转发信道,开通了扫描辐射计。

风云二号D星

2006年12月8日风云二号D星(FY-2D)静止业务气象卫星发射成功,实现了“在轨备份”。风云二号D星运行稳定,技术状态良好。

风云二号E星

2008年12月23日08时54分04秒,我国自主研制的第三颗业务静止气象卫星——风云二号E星在西昌卫星发射中心由长征三号甲运载火箭成功发射升空。风云二号E星的成功发射,为我国静止轨道气象卫星增添了新的一员,对于确保我国静止气象卫星观测业务的连续稳定运行具有重要的意义。

风云二号F星

2012年1月13日8时56分,风云二号07星在西昌卫星发射中心成功发射。风云二号F星是风云二号03批3颗卫星中的首发星,星载两个主要载荷:扫描辐射计和空间环境监测器。

扫描辐射计包括1个可见光和4个红外通道,可以实现非汛期每小时,汛期每半小时获取覆盖地球表面约1/3的全圆盘图像。同时,风云二号F星还具备更加灵活的、高时间分辨率的特定区域扫描能力,能够针对台风、强对流等灾害性天气进行重点观测,将在我国气象灾害监测预警、防灾减灾工作中发挥重要作用。空间环境监测器实现对太阳X射线、高能质子、高能电子和高能重粒子流量的多能段监测,用于开展空间天气监测、预报和预警业务。

风云二号G星

2014年12月31日上午9点02分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭成功将风云二号08星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。风云二号08星在升空后将被重命名为风云二号G星,定点于东经99.5°赤道上空的地球同步轨道上。

风云二号G星是风云二号03批地球静止轨道气象卫星工程的第二颗业务应用卫星。风云二号G星是我国地球同步静止轨道气象卫星,也是“风云二号”03批静止气象卫星工程的第二颗业务应用卫星。风云二号G星的观测资料和产品的主要用户包括气象、海洋、农业、林业、环保、水利、交通、航空、军事等部门,广泛应用于天气预报、气候预测、灾害监测、环境监测、军事、航天气象保障等重要领域。

技术特点

总体来讲,在一些基础性、关键性基础上,我国和国际先进水平相比仍然有些差距,但是风云二号卫星有我们的特色,在许多地方做的令世界同行侧目。所以它获得国家科技进步一等奖也是当之无愧的。

归结起来来说,有五个方面能够体现风云二号的技术特色:

静止轨道观测的技术

静止轨道距离地球有35800公里,在这么远的地方获得高清晰图象,技术上是有相当难度的。所以它的第一个技术特点就是星上的观测仪器,有5个通道,就是可以同时获取5张图。

卫星总体设计技术

风云二号的图象质量是非常好的,为了保证高质量的图象,卫星设计做了大量的工作,包括星上怎么提供能源,怎么样控制好卫星的姿态,怎么样保证星上数据处理和下发等等。

星地一体化

星地一体化实现了高精度的图象定位,一般网友对这个可能不是很了解,遥感卫星要实现对地球的图象精确定位是比较难的事情,尤其是静止轨道卫星,这么远,我们实现了图象定位准确度“像元级”。定位准的好处有:1.对发生灾害位置的估计就会减少误差。2.会使连续动画保持稳定。

定量应用

风云二号最大的亮点,就是我们做的定量应用比较有特色,有些应用技术也是国际同行公认的。在处理风云二号观测到的数据时形成了各种各样定量的产品,用这样一些观测数据可以反演出各种大气物理参数。比如风场、云参数、降水信息等。

稳定业务运行

气象卫星要求观测是连续的,卫星一旦停止工作,就会给天气预报、灾害监测造成严重影响。风云二号星地系统实现了一年365天、每天24小时连续运行。

双星观测

首先,是在轨卫星由于它的不可维护性,风险较大,难免有在轨故障或者失效,但是组织一颗卫星发射需要很长时间。如果天上就一颗星,它突然坏了,那气象业务就中断了。所以双星的第一个作用是实现在轨备份,确保气象业务不中断。

第二,两颗星可以同时观测,并不是冷备份,是一种热备份的概念。同时观测的好处是:从空间上,可以扩大监测范围。从时间角度,每一颗卫星每半小时观测一次地球,如果把半小时错开,比如这颗卫星10点30开始观测,下颗卫星是10点45开始观测,这样使时间间隔每次观测缩短到15分钟,这样重叠区域地方,每隔15分钟就可以看到天气过程。通过实际的工作表明,双星15分钟的加密观测对气象预报有十分明显的作用,因为很多中小尺度的天气系统,发展非常快,特别是汛期,观测时间间隔过长会漏掉这些重要的天气过程。比如有些局地的强降雨持续时间只有十几分钟,双星观测后这些过程我们可以更好地捕捉到。双星重叠区动画技术,做的非常出色,是风云二号卫星应用的一个亮点。

经济效益

风云二号气象卫星的效益首先体现在重大的灾害性天气过程以及重大的气象自然灾害监测方面,发挥了非常特殊的作用。2006年至2008年这三年过程中,据统计,影响我国的台风72个,其中有23个台风是登陆的,所有的这些台风风云二号一个都没有漏过。比如2005年登陆我国的超强台风“海棠”,2006年超强台风“桑美”以及2007年超强台风“罗莎”的监测预报过程中风云二号卫星都发挥了功不可没的作用。

风云二号卫星对暴雨、沙尘暴、大雾、草原和森林火灾等也有很强的监测能力。比如2007年的江淮暴雨,由于持续暴雨最后作出了在安徽王家坝分洪的决策,在这个过程中从国务院领导到当地政府,以及中国气象局领导都高度重视,迫切需要了解天气的实况过程以及预报结果,关键时刻风云二号卫星提供的资料发挥了很好的作用。再举个例子,2006年黑龙江和内蒙的森林草原大火,风云二号卫星不仅提供了持续不断的动态火情监测产品,还提供了人工影响天气作业的天气分析产品,为最终扑灭大火立下了汗马功劳。

社会效益

电视观众每天都能通过各种电视节目收视到风云二号的云图,通过云图来了解天气形势,比如今天晚上肯定会有台风“浣熊”的预报。这既是对百姓的服务,同时也是宣传和普及气象知识,增强公众对自然灾害防御的意识有很重要的价值。当然,它的社会效益远远不限于如此,除了在气象防灾减灾应用上。国内的民航、交通、农业、渔业、水利、电力、林业、军队等很多部门都在利用风云二号的资料。举个例子,风云二号有大雾的监测能力,交通部门就很需要这方面的资料。类似这样的例子有很多。所以,风云二号卫星的投入产出比是很高的,效益巨大。

国际地位

风云二号卫星系统从整体上讲,与国际上目前正在使用的静止气象卫星技术水平是相当的。尽管在一些基础性和关键技术上,我们仍然有一定的差距,但是我们在某些方面也比其他国家做的好,同时,我们赶超的势头和进步的速度是最快的,这是不争的事实,国际公认。我们在较短的时间内达到了国际在轨卫星同等的水平,这给我们国家在气象领域赢得了尊重。

风云二号卫星在全球气象卫星观测网中占有重要的位置,在整个东亚这块,特别是印度洋、青藏高原的卫星观测过去是一个很薄弱的区域。我国风云二号卫星定位于东经105度,其位置决定了它是整个地球观测系统中不可或缺的一部分,它获得的观测资料对国际的气象界乃至地球科学界都是一个贡献。在世界气象组织的空间计划中,风云二号卫星被列为骨干业务卫星,承担为全球天气和气候观测的义务。在上个世纪我国的气象卫星应用主要依靠国外的卫星资料,不仅有自主卫星,还对外快进行资料共享和数据服务,用通俗的话说就是使用人家的变成人家使用我们的,这体现了非常大的变化,这也奠定了我国家在世界气象组织的地位。

国际上越来越多的国家和地区使用风云二号卫星资料,评价也很积极,比如澳大利亚、日本、美国、欧洲以及东南亚的一些国家,包括我们国家的香港、澳门、台湾地区都在用风云二号的卫星资料。

风云二号气象卫星
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最新更新:2015-08-07 10:08
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