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極軌氣象衛星

來自 中國政府網 的圖片

中文名 ：極軌氣象衛星 擁有國家 ：擁有國家 美國、中國、印度和俄羅斯 分辨率最高 ：氣象衛星DMSP

極軌氣象衛星（polar orbit meteorological satellite），也叫太陽同步軌道氣象衛星，其軌道在地球上空650～1500公里之間，圍繞地球南北兩極運行，運行周期約115分鐘，中國的風雲一號氣象衛星就是極軌氣象衛星。其優點是覆蓋全球，觀測領域廣闊。極軌氣象衛星是軌道平面與地球赤道平面夾角為90度的氣象衛星。

簡介

極軌氣象衛星，是指軌道平面與地球赤道平面夾角為90度的氣象衛星。氣象衛星一般運行於極軌道或地球同步軌道。其中，極軌氣象衛星的軌道高度一般在650～1500km，可以實現全球觀測，所以在中期數值天氣預報、氣候診斷和預測、自然災害和環境監測等方面可以提供有效的觀測資料。但其重複觀測周期較長，因此開展極軌氣象衛星業務需要國際合作，形成多顆衛星的觀測網，以提高觀測數據的時間分辨率。

極軌衛星的軌道通過地球的南北極，而且它們的軌道是與太陽同步的，也就是說，它們每天兩次飛越地球表面上的一個點，而且總是在同一個鐘點。美國、中國、印度和俄羅斯擁有極軌氣象衛星。

世界上目前分辨率最高的氣象衛星是美國國防部的氣象衛星DMSP。它的飛行高度是720公里。它可以分辨出地面上油車大小的物體。而且它可以在夜裡拍可見光的照片，它利用的是月光來照明。它拍的城市燈光、火山爆發、大火、閃電、流星、油田和極光的照片是非常動人的。這些圖片可以用來計算一個地區使用能源的量。天文學家用它們來確定一個觀察點的光污染程度。

背景介紹

1960年世界上第一顆氣象衛星發射成功以來，先後約有200顆衛星發射，經歷了從試驗到業務，從極軌氣象衛星到靜止氣象衛星，從單一儀器觀測到多載荷儀器綜合觀測，獲取的資料從定性轉入定量，從觀測功能到兼有數據收集、轉發等通信功能，從單星系統到雙星系統，從單獨工作到全球聯網，目前極軌氣象衛星已發展到第五代。40多年來，氣象衛星在觀測技術、業務化和應用等領域取得了長足的進展，獲取的資料不僅在天氣系統分析和天氣預報中顯示出獨特的能力與作用，而且其應用範圍已擴展到氣候、自然災害監測、海洋、水文、植被以及地球環境的動態監測等領域。

目前世界上凡擁有獨立空間能力的國家或地區，如美國、俄羅斯、歐空局、日本、印度等都將氣象衛星作為應用衛星的重點，競相發展自己的氣象衛星，並形成了一定的業務能力，目前已組成了全球氣象衛星觀測網。同時，隨着氣象業務的不斷發展，對天基氣象觀測的準確度、時效、時空分辨率、光譜分辨率、產品種類以及全球和全天候觀測能力等提出新的更高要求，各國都在競相研製新一代氣象衛星。

中國是國際上第三個自行研製和發射極軌氣象衛星的國家。中國極軌氣象衛星的觀測任務，要求實時準確監測不同時空尺度的天氣系統、氣候過程和全球變化，需要大力發展極軌氣象衛星。建設極軌氣象衛星對地觀測系統的主要意義是建設具有世界先進水平的極軌氣象衛星綜合觀測系統，形成具有世界先進水平的氣象衛星現代化體系，實現從氣象大國向氣象強國的跨越，大大提高對地球系統五大圈層（大氣圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈）的觀測能力。

中國

中國極軌氣象衛星現況

中國研製的第一顆極軌氣象衛星FY-lA星於1988年9月7日發射成功。作為我國第一代極軌業務氣象衛星，FY-1C星是我國第一顆三軸穩定太陽同步極地軌道業務氣象衛星，於1999年5月10日發射成功；FY-1 D星於2002年5月15日發射成功。FY-1衛星在森林、草原、火災、水災、大霧、雪災、沙塵暴等災害和環境監測等領域發揮了重要作用，並被世界氣象組織納入全球業務應用氣象衛星序列。

中國第二代極軌氣象衛星FY-3A星（首發星）於2008年5月27日成功發射。與FY-1衛星相比，FY-3衛星的技術狀態有很大改變，衛星裝載了11種探測儀器，能獲取全球多種大氣、海表和陸地表而特性參數，功能明顯提高，世界氣象衛星協調組織（CUMS）己將其納入新一代世界極軌氣象衛星網發展規劃。

利用與缺點

從中國極軌氣象衛星的現狀可發現，我國的對地觀測衛星已在氣象和海洋預報、國土資源調查、地質礦產和油氣資源勘察、自然災害監測、農作物監測和估產、森林資源調查、城市和環境監測以及測繪製圖等方而發揮了巨大的作用，但在科技創新、技術發展、應用的深化和空間信息產業化等方而仍存在一定差距，主要有：高分辨率空間遙感數據缺乏；覆蓋全球和全國即時數據缺乏，不能充分滿足國家經濟和社會發展對遙感的需求；定量監測與人類生存休戚相關的遙感數據缺乏；先進空間遙感數據獲取、分析、提取能力缺乏，難以在深層次上加深對地球系統過程的認識；遙感科學基礎及技術基礎設施建設薄弱；空間科學基礎設施建設及配套設施薄弱，基礎器件及頻段器件（特別是探測器、毫米波、亞毫米波器件）的自主研發能力有待加強；先進材料研究有待重視，使星載系統輕型化、小型化和低耗功化。

星載遙感儀器是氣象衛星上最重要的設備之一，氣象衛星有效載荷的配置關係衛星的探測能力、探測範圍和應用效益等Ci7。目前，我國FY-3及國際上NOAA，METOP，NPOESS，Meteor等典型極軌氣象衛星的有效載荷配置包括成像遙感儀器、大氣垂直探測儀器、微波遙感儀器、臭氧探測器、地球輻射收支儀、UPS探測儀及空間環境探測器等。

外國

美國極軌氣象衛星

目前，美國極軌氣象衛星包括美國國家海洋和大氣管理局運行管理的民用「諾阿」（NOAA，也稱「極軌業務環境衛星」）和美國國防部運行管理的軍用「國防氣象衛星計劃」（DMSP）衛星。「諾阿」目前在軌的有4顆（諾阿－15、16、18、19），其中諾阿－19衛星於2009年2月成功發射，它也是該系列衛星的最後一顆。「國防氣象衛星計劃」目前還有6顆在軌工作，包括第六代（2顆國防氣象衛星計劃5D－2）和第七代（4顆國防氣象衛星計劃5D－3）。

民用「諾阿」衛星系統正在接近壽命末期，軍用「國防氣象衛星計劃」衛星也僅有2顆尚待發射，而美國下一代氣象衛星的研製遭遇諸多問題。可以說，近年美國極軌氣象衛星發展一波三折。

考慮到軍用極軌氣象衛星和民用極軌氣象衛星的任務基本相同，都是收集、處理和分發氣象、海洋和空間環境數據，因此為了減少重複開發並節約開支，美國決定整合「諾阿」和「國防氣象衛星計劃」衛星系統。1994年5月，克林頓發布總統令，將這兩個計劃整合為軍民共用的「國家極軌業務環境衛星系統」（NPOESS）。經歷了10多年的發展，「國家極軌業務環境衛星系統」項目最終由於成本大幅超支、進度延誤和管理不善，於2010年終止並改組為軍用「國防氣象衛星系統」（DWSS）和民用「聯合極軌衛星系統」（JPSS）。隨後，2012財年國會要求美國空軍取消新型的「國防氣象衛星系統」衛星系統的研發，僅維持民用「聯合極軌衛星系統」。為了彌補最後一顆「諾阿」衛星到首顆「聯合極軌衛星系統」衛星之間的數據連續性問題，美國於2011年10月28日發射了「國家極軌環境業務衛星系統預備項目」（NPP）衛星。2012年底美國國防部考慮研製「氣象衛星後續」（WSF）衛星，為此提出了多種方案，但仍然沒有明確未來美國極軌氣象衛星的最終發展方案。