气象卫星的资料
气象卫星的概念
气象卫星的概念气象卫星是一种人造卫星，用于在太空中收集和传输气象数据，以便科学家和气象学家预测和分析天气现象。
气象卫星在全球气象观测和预警系统中发挥着至关重要的作用。
气象卫星的历史气象卫星的历史可以追溯到20世纪60年代。
当时，美国发射了第一颗气象卫星TIROS-1，标志着气象卫星时代的开始。
随后，各国相继发射了气象卫星，形成了全球气象观测体系。
气象卫星的类型气象卫星主要分为两类：极地轨道气象卫星和地球静止轨道气象卫星。
极地轨道气象卫星：这类卫星沿着极地轨道运行，可以覆盖地球的南极和北极地区，提供全球范围的气象数据。
我国的风云一号和风云三号卫星属于极地轨道气象卫星。
地球静止轨道气象卫星：这类卫星位于地球静止轨道上，相对于地球表面保持相对固定位置，可以实时观测某一特定区域的地表和大气层变化。
我国的风云二号和风云四号卫星属于地球静止轨道气象卫星。
气象卫星的功能气象卫星主要用于以下方面：1.观测天气现象：气象卫星通过携带的各种传感器和仪器，如可见光和红外线相机、微波辐射计等，实时监测地球表面的天气现象，如云层、降水、温度等。
2.气候研究：气象卫星可用于长期收集气候数据，分析气候现象的变化趋势，为气候变化研究提供重要依据。
3.环境监测：气象卫星还可监测地球环境的变化，如大气污染、森林火灾、海冰融化等。
4.自然灾害预警：气象卫星在监测到自然灾害迹象时，可及时向有关部门和公众发布预警信息，降低灾害损失。
5.气象预报：气象卫星数据为气象预报提供了重要依据，提高了预报的准确性和可靠性。
我国气象卫星的发展我国气象卫星经历了从实验性到业务化，从极地轨道到地球静止轨道的发展过程。
目前，我国的风云一号、风云二号、风云三号和风云四号气象卫星系列已进入业务化运行，为全球气象观测和预警系统提供了有力支持。
风云一号：太阳同步轨道气象卫星，主要用于观测全球天气现象和气候变化。
风云二号：地球静止轨道气象卫星，实时监测某一特定区域的地表和大气层变化。
风云二号气象卫星简要介绍
风云二号气象卫星简要介绍一、概述风云二号气象卫星是我国自行研制的第一代地球静止轨道气象卫星。
风云二号卫星由两颗试验卫星和三颗业务卫星组成。
并获得国际电联认可的三个空间网络位置，即86．5。
E、105。
E和123．5。
E。
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相当。
尽管在一些基础性和关键技术上，仍然有一定的差距，但是在某些方面也比其他国家做的好。
风云二号在较短的时间内达到了国际在轨卫星同等的水平，这为我国在气象领域赢得了尊重。
二、技术特色风云二号气象卫星的控制管理和业务运营系统庞大而复杂。
由国家卫星气象中心的数据与指令接收站(CDAS)、系统运行控制中心(SOCC)、资料处理中心(DPC)、应用服务中心(ASC)、计算机网络和存档系统(CNAS)以及用户利用站系统(USS)六部分组成。
○1风云二号气象卫星具有下列技术特色：1、静止轨道观测技术静止轨道距离地球有35800公里，风云二号气象卫星载有5个通道的观测仪器，可以同时获取5张图。
2、稳定的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。
风云二号气象卫星的星地系统实现了一年365天、每天24小时连续运行。
3、多通道工作风云二号气象卫星载有三通道（可见光、红外和水气光谱特性通道）扫描辐射计。
利用风云二号卫星可见光通道，可以得到白天云和地表反射的太阳辐射信息；利用红外通道，可以得到昼夜云和地表发射的红外辐射信息；利用水气通道，可以得到对流层中上部大气中水气分布的信息。
4、双星观测策略两颗定点于不同轨道位置的卫星同时进行业务观测获得的数据，确定双星观测重叠的区域，在精确定位的基础上，将重叠区域中各像元对应的双星观测数据以及生成的图像和定量产品叠加在一起，提高图像和定量产品的时间分辨率。
○2三、主要用途风云二号气象卫星具有下列主要用途：1、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。
气象卫星工作原理
气象卫星工作原理气象卫星是一种通过空间技术收集大气资料的无人机器。
它搭载在地球轨道上，利用先进的观测设备和传感器，能够实时观测和监测地球的大气状况、云图、气候变化以及各类天气现象。
本文将介绍气象卫星的工作原理，包括数据采集、信号传输和数据处理。
一、卫星数据采集1. 天气成像仪天气成像仪是气象卫星上最重要的传感器之一，它主要负责收集地球表面的图像信息。
天气成像仪利用光学技术，可以在可见光和红外波段范围内获取高分辨率的图像数据。
通过记录不同波段的亮度和颜色信息，天气成像仪能够捕捉到云层、降雨、雪花等天气现象，还可以提供地表温度、风速等气象参数。
2. 辐射计辐射计能够测量地表的辐射能量，并将数据转化为温度信息。
它通常采用红外辐射测量技术，通过接收地球表面和大气层的辐射能量，计算出地表的温度分布。
辐射计是衡量地球能量平衡和气候变化的重要工具。
3. 气象雷达气象雷达是利用雷达波束扫描大气中的水滴或冰晶，并通过分析返回的信号来探测降雨或其他降水现象的设备。
它能够提供立体的方位信息，对短时强降水和潜在的暴雨天气进行预警。
二、卫星信号传输卫星信号传输是指将卫星上收集到的数据传送到地面的过程。
由于卫星与地面之间的距离较远，传输信号存在一定的延迟问题。
为了解决这个问题，气象卫星采用了数码化信号传输技术。
1. 数字信号压缩卫星上收集到的原始数据一般体积较大，为了降低传输成本和时间延迟，需要对数据进行压缩。
数字信号压缩能够将大容量的数据通过特定的算法转化为较小的文件大小，同时尽量保持数据的完整性和准确性。
2. 数据传输协议卫星数据传输协议是卫星与地面接收站之间通信的规则。
常用的数据传输协议包括TCP/IP协议和FTP文件传输协议。
通过这些协议，卫星可以将压缩后的数据进行分组传输，并保证传输的可靠性和稳定性。
三、卫星数据处理卫星数据处理是指将接收到的卫星数据进行解码、解析和分析的过程。
这一过程需要借助计算机算法和数学模型。
卫星气象整理
182第一章年4月1日，TIROS卫星升空，开创了人造卫星应用于气象的新纪元。
2.什么是气象卫星，气象卫星用以什么目的气象卫星: 人造星体，在宇宙空间、确定的轨道上飞行，携带着各种气象探测仪器，以对地球及其大气和海洋进行气象观测为目的，测量诸如温度、湿度、风、云、辐射等气象要素和降雨、冰雹、台风、雷电等天气现象。
3卫星气象遥感探测的特点在空间固定轨道上运行自上而下进行观测全球和大范围的观测使用新的探测技术（遥感探测）提供丰富的观测资料，受益面广（气象+其他领域）4.遥感探测概念在一定距离之外，不直接接触被测物体和有关物理现象，通过探测器接收来自被测目标物发射或反射的电磁辐射信息，并对其处理、分类和识别的一种技术。
分类按工作方式分为：被动遥感和主动遥感；按波段分为：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感和微波遥感；按对象分为：大气遥感、海洋遥感、农业遥感和地质地理遥感等。
设备传感器，运载工具，接收系统内容各类物体的辐射波谱特性及传输规律的研究；遥感信息获取手段的研究；遥感信息的处理与分析判读技术的研究。
气象卫星资料直接在天气预报、大气科学研究中的应用。
（气象气象学内容）5.气象卫星的种类按轨道划分：近极地太阳同步轨道卫星倾角90度地球同步轨道卫星倾角为0度非同步轨道卫星倾角在90到0之间按功能划分：试验气象卫星业务气象卫星6.现有和未来静止业务气象卫星（了解）中国：FY－2C/D/E（105°E, °E,…）（后续FY-2F, 未来FY－4）美国：GOES –E/GOES-W(135°W , 70°W )(未来GOES-R)欧洲：METEOSAT-5/7, MSG（63°E, 0°E）(未来MTG)日本：MTSAT-1R/2R（140°E）三轴稳定俄罗斯 ：GOMS (76°E ) 印度：INSAT （83°E ）7.中国的气象卫星的命名：极轨气象卫星－风云奇数号 地球静止气象卫星－风云偶数号第二章1.卫星运动三定律（1）卫星运行的轨道是一圆锥截线（圆、椭圆、抛物线、双曲线），地球位于其中的一个焦点上;（2）卫星的矢径在相等时间内扫过的面积相等（即面积速度为常数）; （3）卫星轨道周期的平方与轨道的半长轴的立方成正比 2.卫星在椭圆轨道上的总能量为：W （总能量）=（m 2v ）/2（动能）– μm/r （势能） = –μm/2a 因此，卫星在轨道上的运行速度为2v = μ（ 2/r – 1/a ） —— 卫星活力公式 3. 卫星运行周期椭圆轨道: 2T = 4μπ/32a圆轨道: 2T = 42π(R+H)3/μ轨道越高，速度越小，周期越长4.（1）轨道倾角：指赤道平面与轨道平面间的（升段）夹角。
我国气象卫星
我国气象卫星我国气象卫星有极轨和静止两个系列。
极轨卫星围绕南北极跨越赤道飞行，飞行一圈约102分钟，轨道高度830公里左右。
卫星所经过地点的地方时基本相同，所以也称为“近极地太阳同步轨道卫星”，它的优点是可以对全球任何地点进行观测，主要用于天气预报、生态、环境监测以及气候变化研究。
静止卫星在地球赤道上空距地面约35800公里，与地球自转同步运行，卫星看上去好像静止在地球赤道上空不动，可以观测地球表面三分之一的固定区域，也称为“地球同步轨道卫星”，它的优点是对局部地区可进行15－30分钟高频次的观测，可以捕捉到快速变化的天气系统，主要用于天气分析特别是中尺度强对流天气的预警和预报。
风云一号在上世纪60年代，我国就着手进行发展极轨气象卫星的准备工作。
1970年周恩来总理指出要搞我国自己的气象卫星，并亲自布置了相关任务，从此开始了我国第一代极轨气象卫星风云一号（fy-1）的研制和发展工作。
fy-1卫星分为两个批次，各两颗星。
01批的fy-1a星于1988年7月9日发射，fy-1b星于1990年9月3日发射。
02批卫星在01批星的基础上，改进了姿态控制系统的可靠性和扫描辐射计的性能，将5个通道增加到10个；甚高分辨率图像传输(hrpt)数传码速率相应提高一倍，由0.提高到1.；星上装置了固态存储器，实现了延时图像传输(dpt)的数字化。
这一系列的改进使02批星性能得到大幅度的提高，寿命都大大超过2年的设计寿命。
02批的fy-1c星于1999年5月10日发射，fy-1d星于2002年5月15日发射。
现在，fy-1d星仍在正常工作。
风云二号按照目前确定的我国地球静止气象卫星的发展计划，中国第一代地球静止气象卫星将分为三个批次：01批卫星包括两颗星fy-2a和fy-2b，属于试验型地球静止气象卫星；02批有三颗卫星fy-2c、fy-2d和fy-2e，为业务型地球静止气象卫星；03批预计有两颗星fy-2f和fy-2g，卫星性能将在02批卫星的基础上有适当改进。
气象卫星
气象卫星是对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星，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。
气象卫星的本领来自于它携带的气象遥感器。
这种遥感器能够接收和测量地球及其大气的可见光、红外与微波辐射，并将它们转换成电信号传送到地面。
地面接收站再把电信号复原绘出各种云层、地表和洋面图片，进一步处理后就可以发现天气变化的趋势。
气象卫星的轨道大致有两种，一种是太阳同步轨道，一种是地球静止轨道。
按照前一种轨道运行，卫星每天对地球表面巡视两遍，其优点是可以获得全球气象资料，缺点是对某一地区每天只能观测两次。
若运行于地球静止轨道，则可以对地球近1/5的地区连续进行气象观测，实时将资料送回地面，用四颗卫星均匀地布置在赤道上空，就能对全球中、低纬度地区气象状况进行连续监测；它的缺点是对纬度大于55度地区的气象观测能力差。
这两种卫星如果同时在天上工作，就可以优势互补。
气象卫星：从太空对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。
卫星气象观测系统的空间部分。
卫星所载各种气象遥感器，接收和测量地球及其大气层的可见光、红外和微波辐射，并将其转换成电信号传送给地面站。
地面站将卫星传来的电信号复原，绘制成各种云层、地表和海面图片，再经进一步处理和计算，得出各种气象资料。
气象卫星按轨道的不同分为太阳轨道（极轨道）气象卫星和地球静止轨道气象卫星；按是否用于军事目的分为军用气象卫星和民用气象卫星。
气象卫星观测范围广，观测次数多，观测时效快，观测数据质量高，不受自然条件和地域条件限制，它所提供的气象信息已广泛应用于日常气象业务、环境监测、防灾减灾、大气科学、海洋学和水文学的研究。
气象卫星也是世界上应用最广的卫星之一，美国、前苏联/俄罗斯、法国和中国等众多国家都发射了气象卫星。
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。
卫星气象—卫星云图相关知识资料
我国气象卫星有极轨和静止两 个系列，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。
2
气象卫星的分类
按照卫星的轨道倾角可以将卫星轨道分为： 赤极地轨道气象卫星是指太阳同步极地轨道 气象卫星，卫星的轨道平面与太阳始终保持 固定的取向。
积雨云地面图
积雨云卫星云图
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几种云的简单识别——积云、浓积云
积云、浓积云无论在可见光云图还是在红外云图上， 表现为多斑点、皱纹，为不均匀的纹理；边界不整 齐不光滑；在可见光云图上呈白色，在红外云图上 由于积云浓积云的高度参差不齐，云顶温度有差异， 色调也不一致。
积云
浓积云
积云、浓积云 卫星云图
20
8
云图的种类：
可见光云图
可见光云图是卫星接受地面和云区反射的太 阳辐射转化而得到的图像。
可 见 光 圆 盘 图
可见光云图
9
云图的种类：
红外云图
卫星接受云区和地面本身的红外辐射总量， 用图像表示出来，即为红外云图。
红外云图
10
云图的种类：
水汽云图 卫星接收以6.7微米为中心的水汽强吸收带发出
的辐射，用图像表示出来，即为水汽云图。
水汽云图
11
电视节目中通常使用的云图,就是红外云图通 过计算机处理,编辑而成的假彩色动态图片。
12
风云二号气象卫星25日14时至19时发布的云图
一组假彩色动态图片
13
如何看懂一幅卫星云图？
在黑白红外卫星 云图照片中，我们 看到有些地方呈白 色，有些地方呈黑 色，而另一些地方 却呈灰色等等。那 么这些颜色都有些 什么含义呢?
14
如何看懂一幅卫星云图？
气象卫星发展的历史,现状及趋势
气象卫星发展的历史,现状及趋势
气象卫星是指专门用于观测地球大气、地表和海洋的卫星。
早在1960年代，气象卫星就已经开始发展。
随着技术的进步和需求的增加，气象卫星的规模和数量也在不断增加。
历史上，气象卫星的发展经历了三个阶段。
第一阶段是手动控制
和定时观测的阶段，这种卫星主要用于采集图片和简单的数据。
第二
阶段是数字化控制和自动化观测的阶段，这种卫星可以实现多光谱、
高精度、高分辨率的遥感观测。
第三阶段则是多元化和多功能化的阶段，这种卫星可以实现多尺度、多分辨率、全天候、全光谱的综合观测。
目前，气象卫星已经成为了重要的气象观测手段之一。
它可以有
效地观测气象灾害、天气变化、冰雪积雨、海洋环境、农业生产等重
要气象信息，为全球气象预报和气候变化研究提供了丰富的数据和信息。
同时，气象卫星还广泛应用于航空、军事、交通、电力、通信、
测绘等领域，为人们日常生活和生产带来了巨大的便利和经济效益。
未来，气象卫星的发展趋势将继续向多学科、多波段、大数据、
智能化等方向发展。
随着技术的进步和需求的增加，人们对气象卫星
的精度、分辨率、覆盖范围和观测能力都有不断提高的要求。
因此，
气象卫星将继续发挥着重要的作用，为人类的生产和生活创造更美好
的未来。
气象卫星的结构与原理课件
气象卫星主要分为太阳同步轨道气象卫星和极轨气象卫星两 类，分别在地球的太阳同步轨道和极轨道上运行，为全球范 围内的天气预报和气候变化研究提供数据支持。
气象卫星的基本结构
有效载荷
气象卫星的主要任务是收集气象 数据，因此有效载荷是气象卫星 的核心部分，包括红外辐射计、 微波辐射计、扫描辐射计等遥感
数据获取
通过气象卫星上的传感器获取 地球表面的电磁波信息。
数据传输
将获取的数据传输到地面接收 站。
数据处理
对传输回来的数据进行预处理 、增强等操作，提取有用的信
息。
数据解析
将处理后的数据进行解析，转 化为具有实际应用价值的地理
信息。
03
CATALOGUE
气象卫星的组成结构
卫星平台
卫星平台是气象卫星的骨架，负 责保障卫星的稳定运行和任务执
遥感仪器
卫星搭载了多通道扫描辐射计、红外分光计、中分辨率成 像光谱仪等遥感仪器，能够获取地球大气、地表和海洋等 不同层次和类型的信息。
数据处理系统
卫星具有实时数据处理系统，能够将遥感数据转化为气象 信息，并进行数据压缩和存储，以满足用户需求。
某型气象卫星的遥感原理及数据处理流程
遥感原理
卫星通过遥感仪器获取地球表面的反射、辐射和光谱等信息，通过对这些信息 的处理和分析，可以推断出大气的温度、湿度、气压和风等气象信息。
04
CATALOGUE
气象卫星的应用与价值
气象卫星在天气预报中的应用
气象卫星可以观测地球大气层，获取云层、温度、湿度、风速、风向等气象数据。
气象卫星数据可以用于天气预报，通过分析卫星数据，可以预测未来天气情况，提 高预报的准确性和时效性。
气象卫星还可以观测海洋和陆地表面情况，获取海温和陆地温度、湿度、风速等数 据，为海洋和陆地气象预报提供重要依据。
国内外主要气象卫星介绍
国内外主要气象卫星介绍NOAA AVHRR介绍美国NOAA极轨卫星从1970年12月第一颗发射以来，近40年连续发射了18颗，最新的NOAA-19也将在2009年发射升空。
NOAA卫星共经历了5代，目前使用较多的为第五代NOAA卫星，包括NOAA-15—NOAA-18；作为备用的第四代星，包括NOAA-9—NOAA-14。
以下为部分NOAA卫星的发射时间和基本轨道参数。
NOAA-11卫星发射时间1988年9月24号，正式运行日期1988年11月8日轨道高度：841公里，轨道倾角：98.9度，轨道周期：101.8分NOAA-12卫星发射时间1991年5月14日，正式运行日期1991年9月17日轨道高度：804公里，轨道倾角：98.6度，轨道周期：101.1分NOAA-14卫星发射时间1994年12月30号，正式运行日期1995年4月10日轨道高度：845公里，轨道倾角：99.1度，轨道周期：101.9分NOAA-15卫星发射时间1998年5月13号，正式运行日期1998年12月15日轨道高度：808公里，轨道倾角：98.6度，轨道周期：101.2分NOAA-16卫星发射时间2000年9月12号，正式运行日期2001年3月20日轨道高度：850公里，轨道倾角：98.9度，轨道周期：102.1分NOAA-17卫星发射时间2002年6月24号，正式运行日期2002年10月15日轨道高度：811公里，轨道倾角：98.7度，轨道周期：101.2分NOAA-18卫星发射时间2005年5月11号，正式运行日期2005年6月26日轨道高度：854公里，轨道倾角：未知，轨道周期：102分NOAA-19卫星发射时间2009年2月6号，正式运行日期2009年月日轨道高度：852.2公里，轨道倾角：98.7，轨道周期：102.1分NOAA是太阳同步极轨卫星，采用双星运行，同一地区每天可有四次过境机会。
第五代（NOAA-15—19）传感器采用改进型甚高分辨率辐射仪（AVHRR/3），和先进TIROS业务垂直探测器（ATOVS），包括高分辨率红外辐射探测仪（HIRS-3）、先进的微波探测装置A型（AMSU-A）和先进的微波探测装置B型（AMSU-B）。
遥感作业-中国气象卫星简介
中国气象卫星简介注：数据来自国家航天局、中国航天网、国家卫星气象中心共计成功发射14颗气象卫星数据截止2014年12月31日气象卫星根据其运行轨道不同可以分为太阳同步极地轨道卫星（简称极轨气象卫星）、地球同步静止轨道卫星（简称静止气象卫星）。
极轨气象卫星轨道高度在800~1000公里之间，卫星绕地球南北两极运行，三轴稳定姿态，可以获取全球观测数据。
极轨气象卫星可以为天气预报提供全球的温、湿、云、辐射等气象参数，监测大范围的自然灾害，研究全球生态与环境变化。
静止气象卫星在地球赤道上空距离地面约35800公里，与地球自传同步运行，相对地球静止，可以观测地球表面三分之一的固定区域，其姿态有：三轴稳定、自旋稳定两种方式。
静止气象卫星主要优点是观测频次高，可以捕捉到时间变化比较快的天气现象，主要用于天气分析，特别是中尺度强对流天气的警报和预报。
我国是世界上少数几个同时拥有极轨和静止两种气象卫星的国家，风云系列气象卫星已经成为国际气象卫星大家庭中的重要成员。
我国气象卫星以“风云”命名，用单、双数来区别是极轨卫星还是静止卫星。
极轨卫星用单数序号表示，第一代极轨气象卫星命名为风云一号，第二代极轨气象卫星命名为风云三号。
静止卫星用双数序号表示，第一代静止气象卫星命名为风云二号，第二代静止气象卫星命名为风云四号。
用英文字母A、B、C等命名同一代卫星中先后发射的在轨运行卫星。
例如，第二代极轨气象卫星中的第一颗星命名为风云三号A星，代号为FY-3A。
气象卫星实质上是一个高悬在太空的自动化高级气象站，是空间、遥感、计算机、通信和控制等高技术相结合的产物。
由于轨道的不同，可分为两大类，即：太阳同步极地轨道气象卫星和地球同步气象卫星。
前者由于卫星是逆地球自转方向与太阳同步，称太阳同步轨道气象卫星；后者是与地球保持同步运行，相对地球是不动的，称作静止轨道气象卫星，又称地球同步轨道气象卫星。
在气象预测过程中非常重要的卫星云图的拍摄也有两种形式：一种是借助于地球上物体对太阳光的反向程度而拍摄的可见光云图，只限于白天工作；另一种是借助地球表面物体温度和大气层温度辐射的程度，形成红外云图，可以全天候工作。
气象卫星
气象卫星系列二、轨道类型气象卫星的轨道有低轨和高轨两种。
目前多数气象卫星属于低轨道卫星，也叫近极地太阳同步轨道气象卫星，它们每天一般只能获得两次观测资料，其飞行高度为800～15OOkm，它的优点是：①可获得全球观测资料并有利于使用；②提高了图像的空间分辨率与探测资料的精度；③每天拍摄时得到了必需的照明条件，保证了图像质量；④卫星上的太阳能电池可得到足够的太阳照射，供给星内设备使用。
高轨道卫星飞行高度近36000km，轨道圆形，周期为24小时，其轨道平面一般与赤道平面重合，有些也存在倾角，但始终与地球转动同步。
其优点是：①卫星能连续进行不间断的观测，按照现有水平，每隔20多分钟就可获得一次观测资料(对小范围可缩短为3～5分钟)；②星载仪器能观测到地球面积的1／4，纬度在南北6O°以内，经度横跨：140°左右。
如果有4～5颗这种卫星，就能对全球的中、低纬度地区进行观测。
但是在极地区获取的数据不如极轨卫星理想，所以高、低轨道卫星的组合观测是一种理想的方式。
气象卫星均采用圆形轨道，由此获取的资料处理时不需要对高度的变化进行纠正，并且图像具有相同的面积尺寸，星下点能等速地在地面上运动，这就使图像定位大为简化，同时便于轨道预报。
三、低轨气象卫星(一)美国的泰罗斯卫星系列2．轨道特征泰罗斯卫星系列轨道为非太阳同步椭圆轨道，轨道高度为680～2967km，轨道倾角为48°～60 °。
3．传感器主要传感器有窄角、中角、广角电视摄像机以及高级甚高分辨率辐射计(Advanced Very High Resolution Radiometer，AVHRR)。
(二)美国的雨云卫星系列1964年8月28日至1978年1O月24日，美国发射了7颗雨云(NIMBUS)卫星。
雨云卫星与Landsat系列卫星的形状、运行轨道都十分相似(实际上Landsat-1、2、3号即由雨云卫星改装而成)。
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”规划，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。
气象卫星
白天图像、植被、冰雪、气候… 白天图像、植被、水/路边界、农业估产、 土地利用调查… 白天图像、土壤湿度、云雪判识、干旱监 测、云相区分… 下垫面高温点、夜间云图、森林 火灾、火山活动
昼夜图像、海表和地表温 度、土壤湿度
11.50~12.50
从1970年12月第一颗发射以来，近三十年来 连续发射了16颗。从NOAA6开始，NOAA 卫星系列带上AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer)改进型甚高分辨率辐 射仪等五种遥感器。包括： （1）高分辨率红外辐射探测仪---HIRS/2 测量红外辐射以计算地表到10毫巴气压高 度的温度轮廓线、大汽水含量、臭氧总含 量等。
0.58~0.68
0.725~1.10 1.58~1.68 3.55~3.93 10.5~11.3 11.5~12.5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.725~1.10 084~0.89 植被、水陆边界 0.90~0.965 海水、滩涂、大气状况 1.58~1.64 土壤湿度、植物含水量、云雪识别 3.53~3.93 高温热点、夜间成像 10.5~12.5 10.3~11.3 11.5~12.5 地球背景温度场、热污染、海温、海 流和涡旋
甚高分辨率辐射仪（AVHRR/3） 包括5个波段，可见光红色波段、近红外波段、中红外波段和两 个热红外波段，如表2所示，其中*3a白天工作，3b夜间工作。
通道序号 波长范围（µm）主要用途
1 2 3a* 3b* 4 5
0.58~0.68
0.725~1.00 1.58~1.64 3.55~3.93 10.30~11.30
（2）平流层探测装置——SSU（Stratosphere Sounding Unit）
气象卫星中国
参数 近极地太阳同步轨道 836公里 98.75° 5.5天，设计范围为4至10天 ≤0.0025 2年小于15分钟 降交点地方时10:00AM～10:20AM或升交 点地方时13:40PM～14:00PM 三轴稳定 ≤0.3° ≤0.05° ≤4×10-3 °/s
卫星名称·补充资料
• 其他重要的，前面未涵盖的资料
卫星名称·卫星性能参数
名称 可见光红外扫描辐射计(VIRR)
大气探测仪器 红外分光计
包
(IRAS)
微波温度计
(MWTS)
微波湿度计
（MWHS）
太阳辐射监测仪（SIM）
空间环境监测器(SEM)
性能参数
探测目的
光谱范围 0.43～12.5μm 通道数 10 扫描范 云图、植被、泥沙、
围 ±55.4° 地面分辨率 1.1Km
风云一号
• 在上世纪60年代，我国就着手进行发展极轨气象卫星的准备工作。 1970年周恩来总理指出要搞我国自己的气象卫星，并亲自布置了 相关任务，从此开始了我国第一代极轨气象卫星风云一号（FY-1） 的研制和发展工作。
• FY-1卫星分为两个批次，各两颗星。 • 01批的FY-1A星于1988年7月9日发射，FY-1B星于1990年9月3日
频段范围 10～89GHz通道数
10扫描范围 85Km
±55.4°地面分辨率 15～ 雨率、云含水量、水汽总量、土壤湿度、 海冰、海温、冰雪覆盖等。
光谱范围 0.2～50μm，0.2～3.8μm通道数 窄视场2个， 宽视场 2个扫描
范围 2·sr-1
地球辐射
太阳辐射测量：光谱范围 0.2～50μm灵敏度
卫星气象学第二章 气象卫星及其轨道
• 其优点是卫星每天对地球表面巡视两遍， 可以获得全球气象资料，缺点是对某一地 区每天只能观测两次。
春 15：00
地 球
轨
道
太阳
夏
15：00
秋
卫星轨道 冬
15：00
15：00
卫星轨道面 与太阳的相 对取向保持 不变，即， 每天过升交 点的局地时 间相同。
• 在绕行几圈的过程中，地面控制站对其姿态进行 调整，当其到达远地点时，启动卫星上的远地点 的发动机，使它改变航向，进入地球赤道平面， 同时加速卫星使之达到在同步轨道上运行所需的 速度后，还需对其姿态作进一步的调整，才能准 确地把卫星送入赤道上空的同步轨道。
地球同步卫星的精度要求比一般卫星高得多。 该卫星的轨道平面与地球赤道平面重合，绕地球 运行的周期T与地球自转周期Te严格相等;T=Te=23 小时56分4秒。这样每隔24小时，地球与卫星一起 转过一圈加上在地球公转轨道上转过360 °的 1/365。所以从地面上看，地球同步卫星好象是固 定在赤道某点的正上方。
• 第一阶段：垂直上升阶段。由于在地球表 面附近，大气稠密，火箭飞行时受到的阻 力很大， 为了尽快离开大气层，通常采用 垂直向上发射，况且垂直发射容易保证飞 行的稳定。发射后经很短几分钟的加速使 火箭已达相当大的速度，至第一火箭脱离 时，火箭已处于稠密大气层之外了。此后 第二级火箭点火继续加速，直至其脱落。
• 静止卫星每24小时完成一条完整的轨道， 所以运行周期约与地球自转周期同步，因 此，静止卫星又称为地球同步卫星，它在 某一地区的赤道上空静止不动。
• 静止卫星最容易通过快速自旋达到稳定 （称之为"自旋稳定"）。在自旋稳定系统 中，图象的获取方式是：扫描镜随卫星自 旋完成扫描，并以步进方式从一极倾向另 一极，步进速度恰好使得卫星每扫描一圈， 地面上被扫过的带状区域互相衔接。扫描 一幅全园盘图约需25分钟。
什么是气象卫星
什么是气象卫星气象卫星是对大气层进行气象观测的人造卫星，属于一种专门的对地观测卫星或遥感卫星，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。
气象卫星具有除一般卫星的基本结构和部件外，还携带各类遥感仪器，包括电视摄像机、红外探测仪、射电探测仪、多谱段探测仪、气象雷达以及数据传输设备。
气象卫星的轨道一般分两种：一种是太阳同步轨道，它的轨道高度较低，能够实现全球覆盖，用于观测天气变化的细节；一种是静止轨道，它能够观测地球表面40%固定区域天气大系统的变化。
这两种卫星获得的云图共同使用，可完成天气的近期和远期预报。
气象卫星（meteorological satellite）：从太空对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。
卫星气象观测系统的空间部分。
卫星所载各种气象遥感器，接收和测量地球及其大气层的可见光、红外和微波辐射，以及卫星导航系统反射的电磁波，并将其转换成电信号传送给地面站。
地面站将卫星传来的电信号复原，绘制成各种云层、风速风向。
地表和海面图片，再经进一步处理和计算，得出各种气象资料。
气象卫星观测范围广，观测次数多，观测时效快，观测数据质量高，不受自然条件和地域条件限制，它所提供的气象信息已广泛应用于日常气象业务、环境监测、防灾减灾、大气科学、海洋学和水文学的研究。
气象卫星也是世界上应用最广的卫星之一。
一、气象卫星特点1轨道（低和高轨两种）。
2短周期重复观测。
3成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量。
4资料来源连续实时性强、成本低。
轨道：气象卫星采用太阳同步轨道或地球静止卫星轨道。
为了保证云图的质量，气象卫星的太阳同步轨道呈圆形，偏心率要求小于千分之一，倾角大于90°，高度一般在800～1500公里，以便飞经地球各地区时获取的图像具有相同的光照条件。
地球静止轨道气象卫星对位置保持的精度要求不高，东西向为0.5°左右，南北向为1°左右，偏心率小于千分之一。
气象卫星系列介绍及应用
气象卫星系列介绍及应用气象卫星是一类专门用于观测和监测地球大气和天气系统的人造卫星。
它们通过搭载各种感应器和仪器，可以获取地球上空的气象数据，并将这些数据传回地面，为气象学家和气象预报员提供重要信息，帮助人们更好地理解和预测天气现象。
气象卫星一般分为两大类：地球同步轨道卫星和极地轨道卫星。
地球同步轨道卫星通常位于地球赤道上空，它们的轨道周期与地球自转周期相同，因此可以始终盯着地球的某一特定区域不动。
这类卫星的主要任务是提供高时空分辨率的气象云图和连续动态观测，以便进行气象监测和台风预警等工作。
常见的地球同步轨道气象卫星有著名的METEOSAT系列、GOES系列等。
极地轨道卫星则分为两种类型：低轨卫星和中轨卫星。
低轨卫星通常位于500～1000公里的高度上，轨道周期约为1.5～2小时，它们的主要目标是进行高分辨率的大气垂直剖面观测和天气组网，用于数值预报和长期气候研究。
常见的低轨气象卫星有NOAA系列、FY系列等。
而中轨卫星通常位于7000公里左右的高度上，轨道周期为24小时，主要用于提供大范围的全球性气象资料。
常见的中轨气象卫星有EUMETSAT系列、GMS系列等。
气象卫星的应用非常广泛。
首先，气象卫星资料是气象学研究的重要数据来源之一。
通过卫星观测，气象学家可以获得大气温度、湿度、云量、云高、降水量等各种气象要素的空间分布和变化趋势，从而更好地了解和研究大气运动和天气系统的演变规律。
其次，气象卫星数据对于气象预报也至关重要。
通过卫星云图，预报员可以及时掌握天气系统的实时状态，进行台风路径预测、降雨量预报等工作。
此外，气象卫星还广泛应用于灾害预警和应急管理。
例如，在火灾、干旱、洪涝、风暴等自然灾害发生时，卫星数据可以提供有关灾害范围、强度、发展趋势等信息，帮助相关部门做好灾害预防和救援准备工作。
此外，气象卫星还可应用于农业、渔业、航空等领域，为相关行业提供气象服务和支持。
总之，气象卫星在现代气象学和气象预报中发挥着重要作用。
气象卫星介绍
风云2号气象卫星
2010年1月风云二号卫星气象卫星 云图。
风云三号卫星
风云三号气象卫星是为了满足中国天气预报、气候 预测和环境监测等方面的迫切需求建设的第二代极 轨气象卫星，由三颗卫星组成（FY-3A卫星、FY-3B 卫星、FY-3C卫星），1994年“风云三号”列入航 天技术“九五”规划，风云三号气象卫星2000年11 月国务院正式批准立项。 风云三号气象卫星的目 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。
地区的观测网。
➢ 飞行高度约为 600～1500千米，卫星 的轨道平面和太阳始终 保持相对固定的交角， 这样的卫星每天在固定 时间内经过同一地区2 次，因而每隔12小时就 可获得一份全球的气象
资料。
静止气象卫星
气象卫星工作分区
遥感器
接收和测量地球及 其大气的可见光、 红外与微波辐射， 并将它们转换成电 信号传送到地面
空间环境状况的监 测
2
气象卫星的发展 Development
这个部分介绍世界气象卫星的发展史，主要将分为三个阶段对世界气象 卫星发展历程进行介绍。
气象卫星发展史
20世纪60年代 第一代气象卫星
1970-1977 第二代气象卫星
1978至今 第三代气象卫星
第一代气象卫星
（1）泰诺斯，电视和红外辐射卫星。 1960-1965年共收射了10颗。均为级轨卫 星。 （2）艾萨，即环境科学服务业务卫星。 （3）云雨实验气象卫星。专用于进行新 的观测仪器的实验，以及对船舶，浮标站 等气象观测资料的收集方式进行实验。 （4）艾托斯，即应用技术实验卫星，是 静止卫星。
风云1号气象卫星
2007年5月，风云气象卫星未发现 鄂伦春旗火场有明显火点。（对 火情进行观测）
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气象卫星的资料
气象卫星实质上是一个高悬在太空的自动化高级气象站，是空间、遥感、计算机、通信和控制等高技术相结合的产物。
气象卫星主要观测内容包括：
①卫星云图的拍摄。
②云顶温度、云顶状况、云量和云内凝结物相位的观测。
③陆地表面状况的观测，如冰雪和风沙，以及海洋表面状况的观测，如海洋表面温度、海冰和洋流等。
④大气中水汽总量、湿度分布、降水区和降水量的分布。
⑤大气中臭氧的含量及其分布。
⑥太阳的入射辐射、地气体系对太阳辐射的总反射率以及地气体系向太空的红外辐射。
⑦空间环境状况的监测，如太阳发射的质子、α粒子和电子的通量密度。
这些观测内容有助于我们监测天气系统的移动和演变；为研究气候变迁提供了大量的基础资料；为空间飞行提供了大量的环境监测结果。
气象卫星的轨道大致有两种，一种是太阳同步轨道，一种是地球静止轨道。
按照前一种轨道运行，卫星每天对地球表面巡视两遍，其优点是可以获得全球气象资料，缺点是对某一地区每天只能观测两次。
若运行于地球静止轨道，则可以对地球近1/5的地区连续进行气象观测，实时将资料送回地面，用四颗卫星均匀地布置在赤道上空，就能对全球中、低纬度地区气象状况进行连续监测；它的缺点是对纬度大于55度地区的气象观测能力差。
这两种卫星如果同时在天上工作，就可以优势互补。
世界上第一颗气象卫星是美国发射的“泰罗斯”卫星，它为美国提供了大量气
象资料。
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。
风云二号卫星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，供国内外气象资料利用站接收利用，收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据，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。
中国位于全球气候脆弱带，旱涝、高温、冷寒等气候灾害频繁发生。
风云二号静止气象卫星资料越来越成为天气分析，预报服务中必不可少的重要监测手段。
对灾害性天气的监测，特别是对台风、暴雨、洪水、沙尘暴等重大自然灾害的监测，静止气象卫星发挥了重要作用。