极轨卫星
noaa卫星介绍
美国NOAA卫星介绍NOAA卫星简介美国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年上半年发射升空。
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：度，轨道周期：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：度，轨道周期：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：度，轨道周期：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：度，轨道周期：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：度，轨道周期：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：度，轨道周期：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—18）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）。
参数如表1下：表1 ATOVS和AVHRR传感器基本参数甚高分辨率辐射仪（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。
极轨卫星
卫星姿态
控制
自旋稳定
动量轮就是通过支架 三轴稳定是相对于自旋稳定来说的。自旋稳定就是利 或框架安装在航天器上的 用陀螺定轴性，使卫星的自转轴自发保持稳定，但只有 1个 一个通过电机驱动的旋转 轴是稳定可控的。优点是实现简单，只需要火箭末级或星 体，你输入一定电流让电 上起旋火箭工作即可起旋。缺点是星上质量必须对称分布， 机转动起来并达到一定转 载荷受限，定向天线不易安排，姿控和轨控比较麻烦。三 速，它就会产生一定旋转 轴稳定就是卫星不旋转，本体在 扭矩，带动航天器这个载 X、Y、Z三个方向上均稳 定，换言之就是与地球保持一定的姿态关系。优点是能适 体产生反向的旋转。 应绝大多数卫星应用，易于满足载荷的定向要求，轨控较 易实现。明显缺点没有，但需要增加姿控系统（姿控推力 器、动量轮等），对控制的要求也高些。
大变化，否则发电量就受到影响。
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极轨卫星每天能对全球表面巡视两遍，因而可以获 得全球的数据，提供中长期数字天气预报所需的资料。 不过，正是由于它对同一地区每天只能观测2次，所以无 法观测到风速和变化快而生存时间短的危害性小尺度天 气现象。 静止轨道气象卫星刚好与之相反。它定点在某一地 区上空，所以可以连续洞察这一地区的风云变幻，适用
极 轨 卫 星
结 语
努力推出新一代极轨气象卫星, 尽快赶上国际先进水平,
更好地满足广大用户需要。
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谢谢！
制作人：汪超
结 语
13
7
还需说明一点, 由于地球受到卫星的作用, 地球不是 严格的惯性系, 在此参考系中卫星还受到惯性力的作用, 但它对地球质心的力矩为零, 因此不必考虑.
7
卫星轨道
太阳同步
太阳光对轨道面照射方向的变化
卫星轨道平面的进动 太阳同步的实现
极轨卫星(完整版)
3
方
程 F
(r)
GMm r2
um r2
卫 星
F=ma
万有引力方程
运 动
m d 2x dt 2
m d 2y dt 2
m d 2z dt 2
m x r2 r
m y r2 r
m z r2 r
x
C 1e
ut r3
C 2e
ut r3
y
C 3e
vt r3
C 4e
参数 卫星轨道
星下点 升交点/降交点 截距 轨道倾角
4
(春分点)
参数 卫星轨道
星下点 升交点/降交点 截距 轨道倾角
4
参数 卫星轨道
星下点 升交点/降交点 截距 轨道倾角
4
i <90
参数 卫星轨道
星下点 升交点/降交点 截距 轨道倾角
逆行轨道的特征是轨道倾角大于90度。 欲把卫星送入这种轨道运行，运载火箭需 要朝西南方向发射。不仅无法利用地球自 转的部分速度，而且还要付出额外能量克 服地球自转。因此，除了太阳同步轨道外， 一般都不利用这类轨道。
9
1 可以进行全球的观测。
2 选择太阳同步轨道，能保证卫星每天在特定的时刻 经过指定地区，这当然便于我们获得最好的太阳光条件， 从而得到高质量的地面目标图像
vt r3
z
C 5e
wt r3
C 6e
wt r3
Ax By Cz 0
参数 卫星轨道
上轨道/下轨道 环绕速度 周期
V圆
u h R
T 2 (h R)3 u
太阳极轨卫星的运行速度公式_概述说明
太阳极轨卫星的运行速度公式概述说明1. 引言1.1 概述本篇长文将详细介绍太阳极轨卫星的运行速度公式，并探讨该公式的实际应用和意义。
太阳极轨卫星是一种特殊设计的卫星，其轨道特点使其能够在地球表面观测到更高质量、高时间分辨率的太阳图像。
理解并推导出太阳极轨卫星的运行速度公式对于优化太阳能收集效率、解决空间天气监测问题以及研究太阳磁场变化等方面具有重要意义。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开：引言部分首先对文章目标进行概述，并简要介绍了文章的结构。
接下来，将详细阐述太阳极轨卫星的运行速度公式，包括卫星轨道特点、原理说明以及运行速度公式的推导过程。
然后，将讨论该公式在实际应用中的意义，包括优化太阳能收集效率、解决空间天气监测问题以及分析太阳磁场变化原因。
最后，在结论部分对全文进行小结和总览，并提出未来对太阳极轨卫星运行速度公式的发展方向。
1.3 目的本文的目的是通过详细解释太阳极轨卫星的运行速度公式，让读者对该公式有深刻的理解。
同时，通过探讨该公式在实际应用中的意义，引发读者对优化太阳能收集效率、解决空间天气监测问题以及研究太阳磁场变化等领域的思考。
最终，希望为相关领域的科研工作者提供指导，并对未来发展方向提供参考。
2. 太阳极轨卫星的运行速度公式2.1 卫星轨道特点太阳极轨卫星是一种特殊的地球同步轨道卫星，其轨道倾角与地球的赤道相差90度。
因此，太阳极轨卫星在每次绕地球一周时，都能在不同的经度上观测到相同的地表区域。
这使得太阳极轨卫星成为观测地球表面变化以及研究气候变化非常重要的科学工具。
2.2 原理说明太阳极轨卫星的原理基于地球自转和卫星运动之间的关系。
根据牛顿第二定律，我们知道物体在圆周运动中所受到的向心力与质量和运动速度有关。
同时，根据万有引力定律，我们知道物体绕另一个质量更大物体旋转时所需的低径向速度与两个物体质量、距离和引力常数有关。
基于以上原理，可以推导出太阳极轨卫星运行速度公式。
2.3 运行速度公式推导首先，考虑太阳极轨卫星在地球表面区域的速度应该与地球自转速度相等，使卫星能够跟踪并观测同一地表区域。
极轨气象卫星应用概览
图1 数值模式使用（上）和不使用（下）极轨卫星数据对飓风
桑迪的预测
图2 海洋上空不同压力下30年月平均气温距平积雪和海冰的特性使得其变化对全球气候变化具有重要的作用。
极轨气象卫星对全球积雪和南北极海冰变化监测的长时间序列数据，用于进一步分析积雪和海冰的融化和减少对季风和旱
图3 2012年8月23日美国西部野火的Suomi NPP VIIRS（左）与
Aqua MODIS探测图像（右）
2 结束语
极轨气象卫星已在天气、环境、气候等领域的预报和监
3 讨论
骨伤属于临床较为常见的一种疾病类型，患者在出现骨伤的同时还会损伤软组织，导致患者局部或者是全身出现无菌性。
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。
我国新一代极轨气象卫星(风云三号)工程地面应用系统
我国新一代极轨气象卫星(风云三号)工程地面应用系统卢乃锰;董超华;杨忠东;施进明;张鹏【摘要】风云三号气象卫星是实现全球、全天候、多光谱、三维、定量遥感的我国第二代极轨气象卫星系列,已成为世界气象组织在亚洲的重要业务卫星,为提高我国气象卫星在世界气象组织卫星观测系统中的地位奠定了重要的基础,世界气象组织已将风云三号气象卫星纳入世界气象卫星全球观测业务序列.依靠我国自主力量设计与建设的新一代极轨气象卫星风云三号地面应用系统首次利用海内外接收站网实现了上、下午星全球资料的高时效获取,首次利用国产卫星实现了大气三维探测,实现了臭氧和辐射收支等探测的高精度处理,突破了卫星资料定量反演、数值预报同化应用以及气候应用等核心技术.%FY-3 is the second generation of Chinese poplar orbiting meteorological satellite with the capability of multi-spectral, three-dimensional and quantitatively global observation. As one of the most important space observation component of World Meteorological Organization, FY-3 satellites are playing key role in weather forecast, climate analysis, environmental management, disaster monitoring etc. The FY-3 ground segment has the capacity of global data acquisition in short latency. After data pre-processing and product generation, FY-3 data and products provide comprehensive service in the field of atmospheric sounding, ozone and radiation budget monitoring, data assimilation, climate application.【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2012(014)009【总页数】10页(P10-19)【关键词】风云三号;多光谱;三维;定量遥感【作者】卢乃锰;董超华;杨忠东;施进明;张鹏【作者单位】国家卫星气象中心,北京100081;国家卫星气象中心,北京100081;国家卫星气象中心,北京100081;国家卫星气象中心,北京100081;国家卫星气象中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P414.41 前言风云三号气象卫星的发展始于1990年，国家气象局向国家航天领导小组呈送了“关于将风云三号列入国家航天计划的请示”，明确提出新一代极轨气象卫星风云三号系列的发展规划。
极轨气象卫星及其AVHRR介绍
极轨气象卫星及其AVHRR介绍极轨气象卫星是围绕太阳同步轨道运行的卫星，其携带的可见光、红外遥感仪器可以在较低的轨道上以较高的地面分辨率对全球进行监测。
目前在轨运行的业务极轨气象卫星主要有美国的NOAA系列（NOAA12、NOAA14、NOAA16和NOAA17）和中国的“风云一号”（FY-1）系列（FY1C和FY1D）。
“风云一号”（FY-1）系列极轨气象卫星是由中国自行设计研制的，此系列卫星目前为止共发射了4颗，即FY-1A、FY-1B、FY-1C、FY-1D，其中FY-1A(1998年9月发射)，FY-1B （1990年9月发射）与NOAA卫星兼容，均属于实验性质卫星，现都已经退出业务运行。
FY-1C（1999年5月发射）及其接替卫星FY-1D（2002年3月发射）是改进型的极轨气象卫星，它的多通道可见光红外扫描辐射计是MVISR，其通道数为10个，包括4个可见光通道，1个短红外，2个近红外通道，1个中波红外通道和2个长波红外，它的高分辨率图像传输仪称为CHRPT。
NOAA系列卫星是美国第三代太阳同步轨道气象环境监测业务卫星，即TIROS-N和NOAA-A～J。
第一颗卫星TIROS-N于1978年10月13日发射并投入业务运行。
自1978年至今，NOAA-A～J卫星相继发射，卫星发射前命名为NOAA-A、B、C、……，入轨运行后改为数字标号，例如：1984年12月12日发射的NOAA-F投入业务运行后更名为NOAA-9，1993年8月9日发射的NOAA-I，转入业务运行后将更名为NOAA-13。
NOAA系列卫星分为两种类型：5颗TIROS-N型的，即TIROS-N和NOAA-A～D，6颗改进TIROS-N型（ATN），即NOAA-E～J。
卫星携带了两部对气象业务预报非常有用的仪器：一部是甚高分辨率辐射仪（AVHRR），用以获得图像资料；另一部是泰罗斯垂直业务探测器（TOVS），用以得到温度垂直探测资料。
NOAA系列极轨气象卫星数据格式
NOAA系列极轨气象卫星数据格式目录1卫星介绍 (1)2有效载荷介绍 (2)3NOAA 1B数据格式 (4)3.1 压缩形式的1B格式 (4)3.2 NOAA_K/L/M/N(15,16,17..)卫星1B数据格式 (7)3.3 NOAA-16/17A TOVS L EVEL 1数据文件格式 (13)1卫星介绍目前我国接收、存档和使用的NOAA系列卫星主要分为美国第四代（NOAA-9--NOAA-14）和第五代（NOAA-15--NOAA-17）极轨气象卫星，它们的共同点是卫星姿态为三轴稳定，扫描率为6条扫描线/秒，对地扫描角±55.4度，星下点分辨率1.1公里，卫星轨道是太阳同步轨道，高度在800-850.0公里之间，倾角为98.6-99.1度之间，偏心率小于10E-4。
周期101-102分。
24小时内卫星绕地球运行14圈左右。
回归周期9天左右，所不同的第五代卫星在AVHRR探测器安装改进的甚高分辨率辐射计3型（AVHRR/3），增加CH3A（同CH3B进行时间切换），同时TOVS变为ATOVS，增加微波探测器等先进仪器，并且预处理生成的1B文件由压缩形式改变成二进制长字节文件。
现将卫星某些轨道参数介绍如下：NOAA-11卫星：发射日期1988年9月24日，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：发射日期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：发射日期1994年12月30日，正式运行日期1985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：发射日期1998年5月13日，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：发射日期2000年9月12日，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：发射日期2002年6月24日，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2有效载荷介绍NOAA卫星装载有6个光谱通道的可见光和红外扫描辐射计，包括1个可见光、2个近红外通道、1个中波红外通道和2个长波红外通道。
极轨气象卫星
中国
中国极轨气象卫星现况
中国研制的第一颗极轨气象卫星FY-lA星于1988年9月7日发射成功。作为我国第一代极轨业务气象卫星，FY1C星是我国第一颗三轴稳定太阳同步极地轨道业务气象卫星，于1999年5月10日发射成功；FY-1 D星于2002年5 月15日发射成功。FY-1卫星在森林、草原、火灾、水灾、大雾、雪灾、沙尘暴等灾害和环境监测等领域发挥了重 要作用，并被世界气象组织纳入全球业务应用气象卫星序列。
中国第二代极轨气象卫星FY-3A星（首发星）于2008年5月27日成功发射。与FY-1卫星相比，FY-3卫星的技 术状态有很大改变，卫星装载了11种探测仪器，能获取全球多种大气、海表和陆地表而特性参数，功能明显提高， 世界气象卫星协调组织（CUMS）己将其纳入新一代世界极轨气象卫星发展规划。
外国
美国极轨气象卫星
极轨气象卫星
轨道平面与地球赤道平面夹角为90度的卫星
01 简介
03 中国
目录
02 背景介绍 04 外国
05 观测建设
07 发展趋势
目录
06 利用及功能
极轨气象卫星（polar orbit meteorological satellite），也叫太阳同步轨道气象卫星，其轨道在地球 上空650～1500公里之间，围绕地球南北两极运行，运行周期约115分钟，中国的风云一号气象卫星就是极轨气象 卫星。其优点是覆盖全球，观测领域广阔。极轨气象卫星是轨道平面与地球赤道平面夹角为90度的气象卫星。
（1）FY-3上午星以地球表而成像观测为主，观测数据主要用于生态、环境、灾害监测和气候变化研究。
利用及功能
有经验的专业人员可以分析气象卫星的红外线图象，通过它他们可以确定云的高度和类型、计算地面和水面 的温度，他们可以确定海面的污染、潮汐和海流。对航海业来说，海流的信息是非常重要的，因为他们依此可以 制订省油的航线。渔民和农民希望知道地面或海面的温度，来保护他们的作物受冻或提高他们的捕获量。连厄尔 尼诺现象都可以被转化成图象。红外线图片测量地面的温度，可以用来预报火灾发生的可能性。一般这些红外线 图象是灰色的，但通过计算机处理它们可以变成多色的，来提高它们的对比度。
美国“国家极轨业务环境卫星系统”及其军事应用分析
图 １ Ｎ ＯＥ Ｐ ＳＳ 卫 星
象 和 环 境 信 息 ，可 提 供 长 达 １ ｏ天 的气 象 预 报 和 飓 风 预 警 ，并 可 为武 器 系统 提 供 空
防御 的 天 基 拦 截 器 也 具 有 攻 击在 轨 卫 星 的
ＮＰ Ｓ ＯＥ Ｓ卫 星 升 空 之 前 气 象 数 据 的 连 续 性 。ＮＰ Ｐ卫 星 的操 作 控 制 中 心 、 地 面 处 理 系 统 、载 荷 数 据 处 理 和 载 荷 性 能 评 估 、
用 于 获 得 云 层 、洋 面 风 、飓 风 和 降 水 等 的
资料 ；
・
横 向红 外 大 气 探 测 器 （ ｒＳ 用 Ｃ ｌ） 先进技 术微波大气 探测器 （ — ＡＴ
ＮＰ Ｐ的 另外 一 个 目 的是 保 证 “ ” （ ｅ— 土 Ｔｒ ｒ） Ａｑ ａ 地 球 观 测 卫 星 失 效 以 后 、 ａ、 ｕ
ＩＳ Ｒ ）用 于 获 取 地 球 大 气 、海 洋 和 地 表 的 可见光和红外辐射资料 ；
・
锥 形 微 波 成 像 仪／ 测 器 （ ＭＩ ） 探 Ｃ Ｓ
为 ５年 。ＮＰ Ｐ卫 星 将 收 集 和 发 送 有 关 大
于测 量 大气 压 、温 度 ；
・
ＭＳ 用 于 获 得 高 空 间 分 辨 率 全 球 温 度 、 ）
湿 度廓 线 ；
・
臭 氧成 图和廓 线 仪 装 置 （ ＯＭＰ ） Ｓ
全球定 位系统掩 星探测器 （ — ＧＰ
用 于 测 量 ＧＰ 卫 星 和 Ｇ Ｓ Ｉ Ｏ—
监 测 中性 和 带 电粒 子 、 电磁 场 和 极 光 ；
转极轨气象卫星及其AVHRR介绍
转极轨气象卫星及其AVHRR介绍000极轨气象卫星及其AVHRR介绍极轨气象卫星是围绕太阳同步轨道运行的卫星，其携带的可见光、红外遥感仪器可以在较低的轨道上以较高的地面分辨率对全球进行监测。
目前在轨运行的业务极轨气象卫星主要有美国的NOAA系列(NOAA12、NOAA14、NOAA16和NOAA17)和中国的"风云一号"(FY-1)系列(FY1C和FY1D)。
"风云一号"(FY-1)系列极轨气象卫星是由中国自行设计研制的，此系列卫星目前为止共发射了4颗，即FY-1A、FY-1B、FY-1C、FY-1D，其中FY-1A(1998年9月发射)，FY-1B(1990年9月发射)与NOAA卫星兼容，均属于实验性质卫星，现都已经退出业务运行。
FY-1C(1999年5月发射)及其接替卫星FY-1D(2002年3月发射)是改进型的极轨气象卫星，它的多通道可见光红外扫描辐射计是MVISR，其通道数为10个，包括4个可见光通道，1个短红外，2个近红外通道，1个中波红外通道和2个长波红外，它的高分辨率图像传输仪称为CHRPT。
NOAA系列卫星是美国第三代太阳同步轨道气象环境监测业务卫星，即TIROS-N和NOAA-A~J。
第一颗卫星TIROS-N于1978年10月13日发射并投入业务运行。
自1978年至今，NOAA-A~J卫星相继发射，卫星发射前命名为NOAA-A、B、C、…，入轨运行后改为数字标号，例如:1984年12月12日发射的NOAA-F投入业务运行后更名为NOAA-9，1993年8月9日发射的NOAA-I，转入业务运行后将更名为NOAA-13。
NOAA系列卫星分为两种类型:5颗TIROS-N型的，即TIROS-N和NOAA-A~D，6颗改进TIROS-N型(ATN)，即NOAA-E~J。
卫星携带了两部对气象业务预报非常有用的仪器:一部是甚高分辨率辐射仪(AVHRR)，用以获得图像资料;另一部是泰罗斯垂直业务探测器(TOVS)，用以得到温度垂直探测资料。
风云三号卫星简介
引言我国第一代极轨气象卫星风云一号( FY - 1) 已分别于1988 、1990 、1999 、2002 年发射了4 颗卫星,它解决了太阳同步轨道卫星的发射和精确入轨、长寿命的三轴稳定姿态卫星平台、高质量的可见光红外扫描辐射计、全球资料的星上存储和回放,对卫星的长期业务测控和管理、地面资料接收处理应用系统的建设和长期业务运行等一系列关键技术问题,在许多应用领域正在发挥重要的作用。
风云三号(FY- 3) 气象卫星是我国的第二代极轨气象卫星,它是在FY- 1 气象卫星技术基础上的发展和提高,在功能和技术上都向前跨进了一大步。
具体要求是解决三维大气探测,大幅度提高全球资料获取能力,进一步提高云区和地表特征遥感能力,从而能够获取全球、全天候、三维、定量、多光谱的大气、地表和海表特性参数。
FY - 3 气象卫星的应用目的包括四个方面:(1) 为中期数值天气预报提供全球均匀分辨率的气象参数;(2) 监测大范围自然灾害和地表生态环境;(3) 研究全球变化包括气候变化规律,为气候预测提供各种气象及地球物理参数;(4) 为各种专业活动(航空、航海等) 提供全球任一地区的气象信息。
FY- 3 是多颗星组成的卫星系列,它的研制和生产分为二个批次,发射后将在轨连续业务应用15年左右。
1 风云三号气象卫星的信息特征风云三号技术状态FY- 3 气象卫星01 批的技术状态目前已大致确定,现介绍如下。
卫星轨道为太阳同步轨道,高度约为836km ,轨道倾角为98. 73°,卫星发射窗口为降交点地方时10 :00～10 :20 或升交点时14 :00～14 :20 ,轨道能作控制调整,使交点地方时在设计寿命 2 年内漂移小于10min。
卫星姿态为三轴稳定,太阳帆板为单翼结构,对日定向跟踪。
星上的探测仪器有可见光红外扫描辐射计、红外分光计、微波辐射计、中分辨率成像光谱仪、微波成像仪、紫外臭氧探测器、地球辐射收支探测器、空间环境监测器,这样共有8 种探测仪器。
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。
说明极轨卫星的定义及特点
极轨卫星，也被称为太阳同步极地轨道卫星，是一种运行轨道倾角接近90°，并沿着近极地轨道运转的人造卫星。
它的运行方向与地球旋转的轴大致垂直，并几乎经过地球的两极。
这种卫星可以在地球的高纬度地区进行观测，并保持对地球特定区域的持续覆盖。
极轨卫星的主要特点包括：
覆盖范围广：由于其特殊的运行轨道，极轨卫星可以实现全球观测，尤其适用于观测中高纬度地区的大尺度系统。
观测精度高：极轨卫星在运行过程中，其表面始终有接近相同的太阳照明角度，这使得卫星所经过地点的地方时基本相同，从而保证了卫星遥感探测资料具有长期可比性，提高了观测的精度。
对地球自转影响小：极轨卫星的运行轨道与地球自转方向大致垂直，因此受地球自转的影响较小，有利于获取更准确的地球观测数据。
这些特点使得极轨卫星在气象预报、环境监测、地质勘探等领域具有重要意义。
例如，中国的风云一号气象卫星就是极轨气象卫星，为全球的气象观测和预报提供了宝贵的数据支持。
然而，极轨卫星也有一些局限性，例如不适合观测低纬度地区以及无法捕获短促的中小尺度系统。
此外，由于极轨卫星需要每天不停歇地沿着南北两极穿梭在地球上的每个角落，地面的天线为了追踪它接收信号就必须跟着卫星转，这在一定程度上增加了地面接收设备的复杂性和成本。
4.2米极轨卫星接收天线跟踪精度问题分析
ｌ ０・
科技 论坛
４ ． ２ 米极轨卫星接收天线跟踪精度问题分析
张作君 （ 佳木斯 气象卫星地 面站， 黑龙江 佳木斯 １ ５ ４ ０ ０ ７ ）
摘 要： 风云三号系列气象卫星是我国完全自 主知识产权的新一代极轨气象卫星。星上搭栽有 １ １ 种遥感仪器， 可实现全球、 率； 信噪 比； 跟踪精度 我 国 自主研 制 的风 云 三 号 Ａ 星 （ Ｆ Ｙ 一 ３ Ａ １ ，风云 三号 Ｂ星 仪连接到射频矩阵后端， 模拟卫星型号发出， 调节光纤发送设备 （ Ｆ Ｙ 一 ３ Ｂ ） 现 已进 入业务 运行 。 他 们是 我 国 自主研制 的 的第 二代 极 的 Ｇ ａ ｉ ｎ Ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ 旋钮直至 １ 号４ ． ２ 米天线与 ２ 号４ ． ２米天线信号 轨气 象卫 星 。 下 面主要针 对 Ｆ Ｙ 一 ３ 系列 卫星使 用 的 ４ ． ２ 米 接收 天 幅度一致，但 ２号 ４ ． ２ 米天线的中心频率的信噪比偏小问题仍 线天伺馈分系统在运行中出现的天线指向精确度调整方法加以 未解决。再次登塔检查射频前段 Ｘ ／ ２ ． ２ ～ ２ ． ７ Ｇ下变频器， 将 １ 号 Ｘ ／ ２ ． ２ ～ ２ ． ７ Ｇ下变频器与 ２ 号Ｘ ／ ２ ． ２ —２ ． ７ Ｇ下变频器进行交换对 分析 说 明。 １ ４ ． ２米 天伺馈 分 系统的组 成及功 能 比观察 ， 发现 １ 号４ ． ２ 米天线与 ２ 号４ ． ２ 米夫线在接收卫星信号 ４ ． ２ 米 接 收天 线 天伺 馈分 系 统是 风 云三 号 气 象卫 星 应用 系 时 Ｄ Ｐ Ｔ的信噪 比与交换前一致，由此肯定夫线伺服系统设备正 统一期工程数据接收系统 Ｈ Ｒ Ｐ Ｔ ／ Ｍ Ｐ Ｔ ／ Ｄ Ｐ Ｔ接收分系统的重要组 常 。 成 部分 。 作 为主接 收系统 ， 它主要 由 ４ ． ２ ｍ接 收天线 馈源 、 天线座 经过上述测试结果判断问题原因不应该出现在信道上， 商是 架、 伺服控制等几部分组成。 主要功能为接收站管服务器下达的 应该位于天线馈源 、 天线指向精确度上 ， 随即检查 １ 号４ ． ２ 米夫 接收命令 ， 对卫星进行跟踪并接收其信号 ， 然后传递给后端设备 线及 ２ 号４ ． ２ 米天线的馈源焦距是否正常 ， 得出结果一致。排除 处理 出 图。 以上 问题后 ， 疑点 只剩 下一个 ， 那是 天线 指 向精 确度 可能 出现 了 ４ ． ２ 米 风 云三号 气象 卫星 接收 天线是 前馈 式抛 物面天 线 ， 采 问题 ，于是利用 电信号校正天线指向精确度的方法对天线指向 用高性能 Ｌ ／ Ｘ双频共用组合式馈源 ， 天线座架为高精度、 高强度 的方 位进行 测量 ， 发 现天线 轴系零 点 因为长 时间运行 有偏 置 。 跟 的ｘ — Ｙ型结 构 ， 单相 全波反 并联 可控硅作 为伺 服功放 。 Ｌ频段采 踪 卫 星信 号 时 在上 位 机 天 线伺 服 操 控 软 件 中对 天 线 ｘ轴 和 Ｙ 用 程序 跟 踪 、 ｘ频 段采 用 在程 序 跟踪 的基 础 上 引入 步进 跟 踪 的 轴 进行反 复微调 ，最终 确定 在将天线 ｘ轴指 向 向正方 向移 动 了 工作 方式 ，可对 轨道高 度大 手 ５ ０ ０ ｋ ｍ 的任何极 轨气 象卫 星实 现 ０ ． ３ 度后 ， ２号 ４ ． ２ 米 天线 接 收信号 的 信噪 比在 天 线运 行 的全 过 工作 范 围内全空域 无盲 区跟踪 接收 。 程恢复了正常。然后在下位机天线伺服软件的配置文件里进行 ２ ４ ． ２米天 伺馈分 系统在 运行过 程 中出现 的问题 ｘ、 Ｙ软件校准设置， 调整 ｘ、 Ｙ轴的标校校 准角度 ， 至此指向精 ４ ． ２米 接 收天 线 天伺 馈 分系 统 从 ２ ０ ０ ８年 ５月 初投 入 使 用 ， 度 校准 完毕 。 经 过连 续几个 月 的实 际运 行 ，卫星 地 面站技 术 人员 对 ４ ． ２米 接 ４接收信号信噪比偏低问题解决总结 收 天线 天伺馈 分 系统提 出 了一些新 的使 用要 求 ，同 时也在运 行 随着 ４ ， ２ 米天伺馈分系统信噪比偏低问题的解决 ， 目前佳木 过 程 中发现 了一些 问题 ，其 中 的一 个 问题就 是其 在跟踪 卫 星接 斯站 ４ ． ２ 米天伺馈分系统能很好地达到跟踪卫星 、正常接收卫 收信号 过程 中 ２号 ４ ． ２ 米 天线 收 图质 量一 直不 佳 ，跟踪 信 号 的 星信号的任务状态 ； 为此 ， 本站技术人员对 ４ ． ２ 米接收天线及其 信噪比极为不稳定 ，在卫星过境的低仰角时与 ｉ 号的信噪 比低 伺服系统问题有 了更深一步的了解和提高，对整个系统的稳定 ５ ｄ Ｂ ｍ 以上 。经分 段测试 检查 发现射频 矩 阵输 出信 号不正 常 。 运行也 具有 了信心 。但 是 ， 通 过 以上问题 的分 析和 总结 ， 我们也 ３信号 中心频 率信 噪比偏低 问题 的深入 分析 不难得 到 以下结论 ： 将 频谱 仪接 在射频 开关 矩 阵 ，引入 ２ 号４ ． ２ 米 天线 ｘ段信 ４ ． １设 备 良好 的 状 态不 仅 仅 取 决 于设 备 研 制 方 的 生产 、 安 号 ，对 ２号 ４ ． ２ 米 天线在 跟 踪卫 星接 收信 号过 程 中进行 跟 踪观 装 、 调制 维护 ， 也 取决 于用户方 在后 期的耐 心观察 、 精心 维护 ； 察， 发现其上位机软件显示 的 Ａ Ｇ Ｃ电平偏低 ， 并且 电压值不稳 ４ ． ２ 设备稳定的运行状态 ，正确的处理结果 ，需要一个比较 定 。于是利 用频 谱仪 与 １ 号４ 米天 线跟 踪卫 星接 收信 号 过程 长 的周期来 进行 验证 和考 验 ，在此 过程 中设备 研制 方 的售后 服 中在射频矩阵后端截取 ｓ 段Ｄ Ｐ Ｔ信号进行对比观测。随机选取 务工作 至关 重要 ； Ｆ Ｙ 一 ３ Ａ星接 收的一 条轨道 进行 对 比观测 ，结果 对 比发现在 天线 ４ ． ３天线指向精确度对接收卫星信号质量的好坏有直接的关 仰 角上 升 至 ８ 。时 １ 号４ ． ２ 米天线 比 ２ 号４ ． ２ 米 天 线 的信 噪 比 系， 光端机对信号在远距离传输过程中， 减小信号的衰减起决定 高８ ． ４ ｄ Ｂ左 右 ，在 天线 仰 角上 升至 ２ Ｏ ｏ时 １ 号４ ． ２米 天线 比 ２ 性 作用 。 号４ ． ２米 天线 的＿ 中心频 率 的信噪 比大 ３ ． ４ ｄ Ｂ左右 。 参 考文献 由此 发 现 １号 ４ ． ２米 天线 在 上升 与下 降过 程 中 皆 比 ２号 【 １ 】 中电 ５ ４所 ． 风 云 三号 气象卫 星应 用 系统 一期 工程 数 据接 收 系
我国新一代极轨气象卫星(风云三号)工程地面应用系统
仪和扫描辐射计两个仪器的数据按 ５ｍｎ ｉ 切割成数 据段 ， 采用多个 ５ｍｎ数据段并行处理的方式 ， ｉ 使之 在卫 星 过境 １ ｎ之 内完 成 中 国区 域 的 １级 中间 ０ｍｉ
列 。２ ０ ０ ８年 ５月 ２ 日， 云 三 号 首 发 星— — 风 云 ７ 风
制 开发 和相应 产 品 的质 量 检 验 工作 ； 成 气 象 主 线 完 业务 监测 服务 软件 和部 分 示 范 软件 研 制 开 发 ； 成 完 数 据存档 和 服务 系统 建 设 ； 成 二 级 区域 站 和 用 户 完 站及少量 示 范站建 设 。二期 工程 主要 任务包 括完 善
我 国新一代极 轨气 象卫星 （ 云三号 ） 风 工 程 地 面 应 用 系统
卢乃锰 ，董超华 ，杨 忠 东，施进 明 ，张 鹏
（ 国家 卫 星 气 象 中 心 ， 京 １０ ８ ） 北 ００ １
［ 摘要 ］ 风云三号气象卫星是实现全球 、 天候 、 全 多光谱 、 三维 、 定量遥感 的我 国第二代 极轨气 象卫星 系列 ，
足我 国新一 代极 轨业务 卫 星 的总体 目标 。
用 系统一 期工程 可 行性 研 究 报 告》 获得 了 国家发 改
委 和财政 部 的批 准 。一 期 工程 主要 完 成数 据 接 收 、
２ 风 云 三 号气 象 卫 星 的概 述
风云 三号 气 象 卫 星 是 实 现 全 球 、 天 候 、 光 全 多
卫星气象学复习题
卫星气象学复习题1、极轨卫星和静止卫星的观测特点是什么？优缺点。
〔1〕极轨卫星〔太阳同步轨〕1〕优点有：①由于太阳同步轨道近似为圆形，轨道预告、接收和资料定位都很方便；②有利于资料的处理和使用；③太阳同步轨道卫星可以观测全球，尤其是可以观测两极地区；④在观测时有适宜的照明，可以得到充足的太阳能。
2〕缺点是：①可以取得全球资料，但观测间隔长，对某—地区，一颗卫星在红外波段取得两次资料；②观测次数少，不利于分析变化快，生命短的中小尺度天气系统。
③相邻两条轨道的资料不是同一时刻，这对资料的利用不利。
(2)静止卫星1〕优点：①是卫星高度高，视野广阔，一个卫星可对南北70°S--70°N，东西140个经度，约占地球外表1／3约1.7亿平方公里进行观测；②是可以对某一固定区域进行连续观测，约半小时提供一张全景圆面图，特殊需要时，3—5分钟对某小区域进行一次观测；③是可以连续监视天气云系的演变，特别是生命短，变化快的中小尺度天气系统。
如果把间隔为5分钟的图片连接成电影环，可以连续观察天气云系的演变。
2〕缺乏是：①它不能观测南北极区。
②由于其离地球很远，假设要得到清楚的图片，对仪器的要求很高。
③卫星轨道有限。
2、什么是可见光云图？有什么特征？可见光云图是卫星扫描辐射仪在可见光谱段测量来自地面和云面反射的太阳辐射，如果将卫星接收到的地面目标物反射的太阳辐射转换为图像，卫星接收到的辐射越大就用越白的色调表示，而接收到的辐射越小那么用越暗的色调表示，就可得到可见光云图。
特点：1、反照率对色调的影响，在一定的太阳高度角下，反照率越大色调越白，反照率越小，色调越暗〔1〕水面反照率最小，厚的积雨云最大〔2〕积雪与云的反照率相近，仅从可见光云图上色调难以区分〔3〕薄卷云与晴天积云，沙地的反照率项接近难以区分2、太阳高度角对色调的影响，太阳高度角决定了观测地面照明条件，太阳高度角越大光照条件越好，卫星接收到的反射太阳辐射也越大，否那么越小3、什么是红外云图？有何特征？(1). 卫星在红外波段选用的通道有： 3．55————12.5微米通道云图称长波红外云图。
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人造卫星的运行轨道可以有多种,可以绕地球的纬线,即赤道,但仅此一条.也可以在与赤道平面成一定角度的平面内运行,但不能绕一条固定的经线,因为地球在自转,假如地球不自转,则可以绕任意一条经线运行,总之,人造卫星的运行轨道是在一个将地球一分为二成两个相等大小的半球体的平面内,这个平面就象切西瓜,你可以横着切,也可以竖着切,所以有很多种.
极轨卫星在离地面720至800公里的轨道上运行，它们的轨道通过地球的南北极。
极轨气象卫星的轨道接近圆形，飞行高度约为600～1500公里，卫星倾角约为81°～103°，每条轨道都经过高纬度地区。
而且它们的轨道是与太阳同步的，也就是说，它们轨道面相对星空产生“1度/日”自西向东的旋转，每天两次飞越地球表面上的一个点，而且总是在同一个钟点。
美国、中国、印度和俄罗斯拥有极轨气象卫星。
极轨气象卫星的运动采用近极地太阳同步轨道，卫星轨道平面和太阳光线保持固定的交角。
影响卫星轨道平面和太阳光线交角发生变化的因素有两个：
①卫星轨道平面随着地球绕太阳公转，每天对太阳产生自东向西约一度的转动；
②地球赤道隆起部分对卫星的引力,使卫星轨道平面对太阳光线产生进动,进动的数值是卫星的飞行高度和倾角（卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角）的函数。
若卫星的倾角和高度配合得好，恰使进动和地球公转对卫星轨道平面产生的影响互相抵消，就可以使卫星的轨道平面和太阳光线保持固定的交角，这样卫星每天差不多在固定的时间经过同一地区两次。
极轨气象卫星的轨道接近圆形，飞行高度约为600～1500公里，卫星倾角约为81°～103°，每条轨道都经过高纬度地区。
地球自转，使一个极轨卫星每隔12小时左右就可以获得一次全球的气象资料。
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