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极轨气象卫星

来自 中国政府网 的图片

中文名 ：极轨气象卫星 拥有国家 ：拥有国家 美国、中国、印度和俄罗斯 分辨率最高 ：气象卫星DMSP

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。

简介

极轨气象卫星，是指轨道平面与地球赤道平面夹角为90度的气象卫星。气象卫星一般运行于极轨道或地球同步轨道。其中，极轨气象卫星的轨道高度一般在650～1500km，可以实现全球观测，所以在中期数值天气预报、气候诊断和预测、自然灾害和环境监测等方面可以提供有效的观测资料。但其重复观测周期较长，因此开展极轨气象卫星业务需要国际合作，形成多颗卫星的观测网，以提高观测数据的时间分辨率。

极轨卫星的轨道通过地球的南北极，而且它们的轨道是与太阳同步的，也就是说，它们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。

世界上目前分辨率最高的气象卫星是美国国防部的气象卫星DMSP。它的飞行高度是720公里。它可以分辨出地面上油车大小的物体。而且它可以在夜里拍可见光的照片，它利用的是月光来照明。它拍的城市灯光、火山爆发、大火、闪电、流星、油田和极光的照片是非常动人的。这些图片可以用来计算一个地区使用能源的量。天文学家用它们来确定一个观察点的光污染程度。

背景介绍

1960年世界上第一颗气象卫星发射成功以来，先后约有200颗卫星发射，经历了从试验到业务，从极轨气象卫星到静止气象卫星，从单一仪器观测到多载荷仪器综合观测，获取的资料从定性转入定量，从观测功能到兼有数据收集、转发等通信功能，从单星系统到双星系统，从单独工作到全球联网，目前极轨气象卫星已发展到第五代。40多年来，气象卫星在观测技术、业务化和应用等领域取得了长足的进展，获取的资料不仅在天气系统分析和天气预报中显示出独特的能力与作用，而且其应用范围已扩展到气候、自然灾害监测、海洋、水文、植被以及地球环境的动态监测等领域。

目前世界上凡拥有独立空间能力的国家或地区，如美国、俄罗斯、欧空局、日本、印度等都将气象卫星作为应用卫星的重点，竞相发展自己的气象卫星，并形成了一定的业务能力，目前已组成了全球气象卫星观测网。同时，随着气象业务的不断发展，对天基气象观测的准确度、时效、时空分辨率、光谱分辨率、产品种类以及全球和全天候观测能力等提出新的更高要求，各国都在竞相研制新一代气象卫星。

中国是国际上第三个自行研制和发射极轨气象卫星的国家。中国极轨气象卫星的观测任务，要求实时准确监测不同时空尺度的天气系统、气候过程和全球变化，需要大力发展极轨气象卫星。建设极轨气象卫星对地观测系统的主要意义是建设具有世界先进水平的极轨气象卫星综合观测系统，形成具有世界先进水平的气象卫星现代化体系，实现从气象大国向气象强国的跨越，大大提高对地球系统五大圈层（大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈）的观测能力。

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，FY-1C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网发展规划。

利用与缺点

从中国极轨气象卫星的现状可发现，我国的对地观测卫星已在气象和海洋预报、国土资源调查、地质矿产和油气资源勘察、自然灾害监测、农作物监测和估产、森林资源调查、城市和环境监测以及测绘制图等方而发挥了巨大的作用，但在科技创新、技术发展、应用的深化和空间信息产业化等方而仍存在一定差距，主要有：高分辨率空间遥感数据缺乏；覆盖全球和全国即时数据缺乏，不能充分满足国家经济和社会发展对遥感的需求；定量监测与人类生存休戚相关的遥感数据缺乏；先进空间遥感数据获取、分析、提取能力缺乏，难以在深层次上加深对地球系统过程的认识；遥感科学基础及技术基础设施建设薄弱；空间科学基础设施建设及配套设施薄弱，基础器件及频段器件（特别是探测器、毫米波、亚毫米波器件）的自主研发能力有待加强；先进材料研究有待重视，使星载系统轻型化、小型化和低耗功化。

星载遥感仪器是气象卫星上最重要的设备之一，气象卫星有效载荷的配置关系卫星的探测能力、探测范围和应用效益等Ci7。目前，我国FY-3及国际上NOAA，METOP，NPOESS，Meteor等典型极轨气象卫星的有效载荷配置包括成像遥感仪器、大气垂直探测仪器、微波遥感仪器、臭氧探测器、地球辐射收支仪、UPS探测仪及空间环境探测器等。

外国

美国极轨气象卫星

目前，美国极轨气象卫星包括美国国家海洋和大气管理局运行管理的民用“诺阿”（NOAA，也称“极轨业务环境卫星”）和美国国防部运行管理的军用“国防气象卫星计划”（DMSP）卫星。“诺阿”目前在轨的有4颗（诺阿－15、16、18、19），其中诺阿－19卫星于2009年2月成功发射，它也是该系列卫星的最后一颗。“国防气象卫星计划”目前还有6颗在轨工作，包括第六代（2颗国防气象卫星计划5D－2）和第七代（4颗国防气象卫星计划5D－3）。

民用“诺阿”卫星系统正在接近寿命末期，军用“国防气象卫星计划”卫星也仅有2颗尚待发射，而美国下一代气象卫星的研制遭遇诸多问题。可以说，近年美国极轨气象卫星发展一波三折。

考虑到军用极轨气象卫星和民用极轨气象卫星的任务基本相同，都是收集、处理和分发气象、海洋和空间环境数据，因此为了减少重复开发并节约开支，美国决定整合“诺阿”和“国防气象卫星计划”卫星系统。1994年5月，克林顿发布总统令，将这两个计划整合为军民共用的“国家极轨业务环境卫星系统”（NPOESS）。经历了10多年的发展，“国家极轨业务环境卫星系统”项目最终由于成本大幅超支、进度延误和管理不善，于2010年终止并改组为军用“国防气象卫星系统”（DWSS）和民用“联合极轨卫星系统”（JPSS）。随后，2012财年国会要求美国空军取消新型的“国防气象卫星系统”卫星系统的研发，仅维持民用“联合极轨卫星系统”。为了弥补最后一颗“诺阿”卫星到首颗“联合极轨卫星系统”卫星之间的数据连续性问题，美国于2011年10月28日发射了“国家极轨环境业务卫星系统预备项目”（NPP）卫星。2012年底美国国防部考虑研制“气象卫星后续”（WSF）卫星，为此提出了多种方案，但仍然没有明确未来美国极轨气象卫星的最终发展方案。