风云三号气象卫星地面应用系统通过验收
书写在万米高空上的风云之志——记国家卫星气象中心胡秀清研究员
作者： 鲁长国
作者机构： 本刊记者
出版物刊名： 科学中国人
页码： 72-74页
年卷期： 2011年 第8期
主题词： 国家卫星气象中心 研究员 地面应用系统 技术负责人 辐射定标 高空 书写 遥感卫
星
摘要：遥感卫星辐射定标,是卫星遥感领域中一个非常专业而且基础性的研究领域,它是所有
遥感卫星获得的信息投入到研究和应用中的第一步也是最为关键的一步,包括天气预报、环境监
测、气候研究、植被普查、军事侦察等通过卫星遥感获取的信息定量化的体现。胡秀清,国家卫
星气象中心卫星气象研究所卫星定标研究室主任,研究员,风云三号卫星中分辨率光谱成像仪
（MEPSI）仪器负责人,风云二号（03批）和风云四号地面应用系统中的辐射定标系统技术负责
人＂。沙尘暴、气溶胶和水汽总量等多个卫星遥感产品研发责任人,他和他的团队一直奋战在遥
感卫星辐射定标研究领域,并取得了丰项成果。
风云三号(02)批卫星微波氧气吸收通道降水特性
第２３卷第２期 ２０１２年４月 应用气象学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ Ｖｏ１．２３，ＮＯ．２ Ａｐｒｉｉ ２Ｏ１Ｚ
张淼，卢乃锰，谷松岩，等．风云三号（Ｏ２）批卫星微波氧气吸收通道降水特性．应用气象学报，２０１２，２３（２）：２２３—２３０
风云三号（０２）批卫星微波氧气吸收通道降水特性
张 淼Ｄ 卢乃锰 谷松岩。 张文建
”（中国气象科学研究院，北京１０００８１）
（中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室国家卫星气象中心，北京１０００８１）
。 （世界气象组织综合观测与信息系统司，瑞士日内瓦Ｃ．Ｐ．２３００）
摘 要
我国新一代极轨业务气象卫星风云三号（０２）批计划２０１２年发射。该文利用ＵＷＮＭＳ模拟２００５年Ｋａｔｒｉｎａ飓
风的结果作为基础数据集，借助ＶＤＩＳＯＲＴ微波辐射传输模式对风云三号（ｏ２）批计划装载的微波探测仪器中５Ｏ～
６０ ＧＨｚ和新增的】１８．７５ ＧＨｚ频点的降水特性进行初步研究。首先通过晴空权重函数匹配，选择出５Ｏ～６０ ＧＨｚ
与１１８．７５ ＧＨｚ频点匹配关系较好的４对通道。敏感性分析表明：各通道对各种水凝物粒子均很敏感，可用于改进
现有业务降水反演算法。分别选取５０￣６０ ＧＨｚ ４个通道、１１８．７５ ＧＨｚ ４个通道、５Ｏ～６０ ＧＨｚ及１１８．７５ ＧＨｚ全部
通道３种不同的通道组合进行反演试验。结果表明：将５Ｏ～６０ ＧＨｚ及１１８．７５ ＧＨｚ通道联合起来进行降水反演可
提高降水反演的精度，并可以更好地区分降水区与非降水区。
关键词：微波温度计；微波湿度计；降水反演
引 言
大范围降水的定量测量，对于数值预报的同化
应用＿１ 及气候变化研究 均有重要意义。’可见光与
红外技术间接反映云的特性参数，而微波能够在一
定程度上穿透云体直接反映云体内部的降水信
息口］，近年来星载被动微波探测技术受到重视并得
风云卫星数据和产品应用手册
风云卫星数据和产品
应用手册
第1章 概述
1.1 FY-3A卫星概况
风云三号A气象卫星（简称FY-3A）是我国的第二代太阳同步极轨气象卫星。风云三号气象卫星将实现全球、全天候、多光谱、三维、定量对地观测。风云三号星发射总质量为2450kg，发射尺寸：4.38m×2m×2m，卫星长期功耗1130W。
卫星本体由服务舱、推进舱与有效载荷舱组成。服务舱采用中心承力筒和隔板结构，主要安装电源、测控、数管及姿轨控分系统的部件和设备、推进舱采用中心承筒和隔板结构，主要安装推进系统设备以及蓄电池组和放电调节器。有效载荷舱隔板和构架结构，主要安装探测仪器的探测头部，舱内主要安装探测仪器的电子设备等。
风云三号A卫星有十一台遥感探测仪器。遥感数据通过两个实时传输信道（HRPT和MPT）和一个延时传输信道（DPT）进行传输。
风云三号A卫星设计寿命为3年。
1.2 主要技术指标
1.2.1 卫星轨道
⑴轨道类型：近极地太阳同步轨道
⑵轨道标称高度：831公里
⑶轨道倾角：98.81°
⑷入轨精度：半长轴偏差： |Δa|≤5公里
轨道倾角偏差：|Δi|≤0.1°
轨道偏心率 ≤0.003
⑸标称轨道回归周期为5.79天
⑹轨道保持偏心率：≤0.00013
⑺交点地方时漂移：2年小于15分钟
⑻卫星发射窗口：降交点地方时10:05
1.2.2 卫星姿态
⑴姿态稳定方式：三轴稳定
⑵三轴指向精度：≤0.3°
⑶三轴测量精度：≤0.05°
⑷三轴姿态稳定度：≤4×10-3 °/s 1.2.3 太阳帆板对日定向跟踪
1.2.4 星上记时
⑴记时方式：J2000日计数和日毫秒计数
⑵记时单位：1毫秒
⑶时间精度(星地总精度):小于20毫秒
1.2.5 遥感探测仪器性能指标
1.2.5.1 可见光红外扫描辐射计(VIRR)
关于风云三号气象卫星天线系统工作原理浅析
关于风云三号气象卫星天线系统工作原理浅析
魏迎;王婷婷
【期刊名称】《黑龙江气象》
【年(卷),期】2017(034)003
【总页数】2页(P32-33)
【作 者】魏迎;王婷婷
【作者单位】佳木斯气象卫星地面站, 黑龙江 佳木斯 154007;黑龙江省气象局,黑龙江 哈尔滨 150001
【正文语种】中 文
风云三号气象卫星数据接收系统天线分系统是我国FY-3气象卫星数据接收系统（DAS）的重要组成部分，佳木斯气象卫星地面站采用此分系统进行数据接收，其主要任务是自动跟踪FY-3卫星和同期的国外同类卫星，并接收卫星下传的X频段信号和L频段信号。
2.1 主要功能
DPT接收天线分系统具有L、X双频信号跟踪、接收能力，主要功能要求如下：具有接收FY-3为主，兼容接收 FY-1D、NOAA、METOP、NPP/NPOESS、SPOT、科技部减灾小卫星、海洋卫星、资源卫星及环境与减灾卫星的遥感资料及数据能力；能同时接收L频段信号和X频段信号；跟踪、接收左旋或右旋圆极化信号L频段和X频段遥感数据；系统具有仰角3°以上跟踪、5°以上无接收盲区的能力；具有接收站管理分系统的调度命令、轨道预报数据及参数修改并向站管理分系统上报本分系统状态的功能；站管理分系统故障时，具有自主运行功能，能保证对信号的接收；具有L/X频段自检测试信号耦合天线；当天线与机房距离较远时，能对天线进行远距离的控制。
2.2主要技术指标
（1）工作频段。 L 频段：1698-1710 MHz；X 频段：7750-7850 MHz，8000-8400 MHz； 兼顾 7140-7250 MHz。
（2）天线口径及形式：12米卡塞格伦型双反射面天线。
（3）系统品质因素（在晴天、微风条件下，天线仰角大于 5°时）。 L频段：G/T≥20.0+20lg(f/1.698)dB/K，f-GHz；X 频段：G/T≥35.0+20lg(f/7.75)dB/K，f-GHz。
风云三号降水测量雷达技术性能分析
风云三号降水测量雷达技术性能分析
尹红刚;商建;吴琼;郭杨;窦芳丽;谷松岩
【摘 要】风云三号降水测量卫星主要用于台风等灾害性天气系统强降水的监测,并提供全球中低纬度地区降水的结构信息.降水三维结构的准确测量是通过风云三号降水测量卫星的核心载荷 双频降水测量雷达实现的.首先介绍了风云三号降水测量雷达的主要任务与探测能力要求,然后通过仿真技术对降水测量雷达距离分辨率、水平分辨率、扫描角度、天线旁瓣电平、测量精度、波束匹配精度等主要技术性能指标进行了详细的分析.最后,利用于2010年开展的降水测量雷达样机航空校飞试验评估验证了降水测量雷达的各项功能和主要性能参数.结果表明,风云三号降水测量雷达整体降水探测性能与全球降水测量卫星的双频降水雷达相当.%The
Fengyun-3 rain measurement (FY-3 RM) satellite will be used to observe
strong precipitation like typhoon and so on,and also to observe other
precipitation over the low and medium latitude areas.The accurate 3-dimension structure of the precipitation will be achieved by its core
payload,the dual-frequency precipitation measurement radar (PMR).The
main performance characteristics of PMR for the application including the
range resolution,horizontal resolution,scan angle,antenna side-lobe,measurement accuracy and beam matching accuracy are analyzed by
北京气象卫星地面站FY-3数据接收系统故障分析
第４期 ２００８年１２月 气象水文海洋仪器 Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ。Ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｍａｒｉｎｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２００８
北京气象卫星地面站ＦＹ一３数据接收系统故障分析
朱 杰
（国家卫星气象中心，北京１０００８１）
摘 要：风云三号气象卫星（ＦＹ＿３）作为我国第二代极轨气象卫星，是我国第一个具有多种气 象传感器的大型综合探测卫星。其地面应用系统一期工程包括数据接收、运行控制、资料预处
理、产品生成等十个系统。其中，数据接收系统（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ＤＡＳ）是地面应用系
统的前端系统，主要完成风云三号卫星资料的接收。本文在对ＦＹ－３ ＤＡＳ设备组配及业务工 作流程介绍的基础上，对北京地面站系统试运行期间出现的故障现象做了阐述，对故障排查、
判断的过程做了深入的分析，并给出了解决方案，通过实践检验证明了其有效性，为今后的系 统故障测试提供了有益经验。
关键词：风云三号；数据接收系统；故障排查 中图分类号：Ｐ４１４．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－００９Ｘ（２００８）０４－００２５—０６
Ｆａｕｌｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ＦＹ－３ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
Ｚｈｕ Ｊｉｅ （Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ｔｈｅ ２ｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｐｏｌａｒ Ｏｒｂｉｔｉｎｇ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ，ＦＥＮＧＹＵＮ ３（ＦＹ一
３）ｉｓ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｗｉｔｈ ｓｏ ｍａｎｙ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｎｓｏｒｓ．Ｉｔｓ Ｇｒｏｕｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｅｓ
ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｏｎｔｒｏｌ，ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｅｔｃ．Ａｍｏｎｇ ｔｈｅｍ，ＤＡＳ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）ｉｓ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｇｒｏｕｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ｍａｉｎｌｙ ｆｏｒ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ＦＹ３ ｄａｔａ．
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。数据传输将采用三个波段,一个是L 波段, 1698 ～ 1710MHz , 码速率约412Mbps ,进行除中分辨率成像光谱仪以外的所有探测数据的实时传输(HRPT) ;另一个选X 波段的7750～7850MHz ,进行中分辨率成像光谱仪实时图像传输(MPT) ,码速率约为18. 2Mbps ;第三个信道也选在X 波段的8025 ～ 8215MHz 或8215 ～8400MHz ,进行星上存储延时回放数据的传输(DPT) ,码速率约为93Mbps。三个信道的数据格式都采用国际通用的CCSDS 推荐的AOS 标准。星上存储回放的数据分为两类,一类为全球覆盖,每天有白天和夜晚两个时次,此类资料有除中分辨率成像光谱仪外所有探测器的资料,包括扫描辐射计10 通道1. 1km 分辨率的图像资料。另一类数据是地球任选地区的局地资料,它包含中分辨率成像光谱仪的资料,记录容量为20min。
风云三号气象卫星微波温度计(MWTS)
风云三号气象卫星微波温度计（ＭＷＴＳ）
陈文新，迟吉东，李延明，李 浩
（西安空间无线电技术研究所，西安７１００００）
【摘要】微波温度计是一个多通道的被动微波辐射计，用于风云三号气象卫星，风云三号工作在太阳同步轨 道。本文描述了微波温度计的功能和性能，微波温度计系统由天线子系统、接收子系统、信号处理和控制子系 统、定标子系统和扫描伺服子系统组成，微波温度计的４个接收通道的中心频率分别为５０．３０ ＧＨｚ、 ５３．５９６ ＧＨｚ、５４．９４ ＧＨｚ和５７．２９ ＧＨｚ，用于探测大气垂直温度分布。 【关键词】气象卫星；微波辐射计；系统设计 【中图分类号】Ｐ４１４．５【文献标识码】Ａ【文章编号】１００９—１７４２（２０１３）０７－００８８－０４
１前言
星载微波辐射计已发展成为观测大气与地球 表面的重要遥感手段，微波温度计（ＭｗＴＳ）所获得
的大气垂直温度分布参数是实现中、长期数值天气
预报，提高天气预报准确性的重要参数。５７．２９ ＧＨｚ 附近、１１８．７５ ＧＨｚ附近和４２４．７７ ＧＨｚ附近是大气中
０ 的吸收峰，通过测量大气在这些频段内的不同频
率的辐射特性，就可以反演出大气垂直温度分布， 试验表明５７．２９ ＧＨｚ附近是测量大气垂直温度分布
的最佳频段 】。
微波温度计是我国新一代极轨气象卫星风云
三号卫星研制的重要有效载荷，工作在５０～６０ ＧＨｚ， 具有工作在５Ｏ．３０ ＧＨｚ、５３．５９６ ＧＨｚ、５４．９４ ＧＨｚ和
５７．２９ＧＨｚ的４个接收通道。微波温度计使用１副 天线接收４个通道的信号，天线波束垂直于飞行轨 迹进行３６０。的圆周扫描，可以获得２ ０００多千米的
观测幅宽，每个扫描周期除进行对地观测外，还进 行热源观测和宇宙冷空观测，实现在轨端到端的两
点定标。微波温度计采用全功率型辐射计体制，采
取超外差的接收方式。
２功台皂禾口性台皂特性
微波温度计的通道参数如表１所示。微波温度 计的主要性能特性为：工作频率：５０～６０ ＧＨｚ；通道
风云三号系列卫星参数介绍和搭载仪器介绍
风云三号卫星轨道参数表
卫星 风云3号
类型 近极地太阳同步轨道
高度 836公里
倾角 98.75°
降交点时 10:00AM～10:20AM
周期 101.496min
姿控 三轴稳定
FY3上搭载的仪器：
光学成像仪
可见光红外扫描辐射计(VIRR)
VIRR有10个光谱通道，星下点空间分辨率是1.1km，刈幅为2800km，可以每日昼夜实现无缝隙覆盖全球观测各一次。
中分辨率光谱成像仪(MERSI)
MERSI是VIRR的升级换代仪器，拥有20个可见至热红外通道。MERSI的刈幅与VIRR相同，但它有5个空间分辨率高达250m的光谱通道，其他15个通道星下点空间分辨率为1km。MERSI将风云气象卫星的宽刈幅光学成像的分辨率从千米级提高到了百米级。MERSI每日可以提供一幅全球无缝隙覆盖的250m分辨率真彩色三通道RGB合成图像。
微波成像仪
微波成像仪(MWRI)有水平和垂直两种极化方式的5个微波频点，因此共有10个探测通道。
MWRI是一台圆锥扫描的微波辐射计，仪器的空间分辨率在高频的89GHz约为15km，在低频的10GHz约为85km，刈幅是1400km。
MWRI的5个工作频点中
89GHz通道对降水散射信号非常敏感，主要用于获取地面降水信息；
23.8GHz为水汽吸收通道，与其他频点观测亮温配合能够反演全球大气和降水信息；
18.7GHz和36.5GHz通道针对冰雪微波辐射特征设置，利用这两个频点接收的微波辐射亮温能够定量获取地表雪盖、雪深和雪水当量信息；
36.5GHz还能够用于全球陆表温度的反演；
10.65GHz通道具有穿透云雨大气的能力，并且对地表粗糙度和介电常数比较敏感，主要用于全天候获取全球海表温度、风速、土壤水分含量等地球物理参数。
大气探测仪器
红外分光计(IRAS)
IRAS是一台具有26个探测通道的红外辐射计，波长设计在15μm CO2吸收带、6.7μm水汽吸收带和4.3μmCO2吸收带，用来探测晴空大气的温度和湿度廓线。IRAS采用跨轨扫描，刈幅2250km，星下点空间分辨率17km。
风云气象卫星在自然灾害监测中的应用
风云气象卫星在自然灾害监测中的应用
摘要：从整体情况来看，因为我国幅员辽阔，在不同地区有着多种类型的自然灾害，灾害种类多，分布地域十分广泛，发生的频率很高，灾害的损失十分严重，因此，要针对各类灾害进行切实有效的监测，并且以监测结果为基准作出科学合理的处理。其中，在自然灾害预测过程中，风云气象卫星有着至关重要的作用。结合这样的情况，本文重点探讨和分析风云气象卫星在自然灾害预测过程中的实际应用情况，希望本文的分析能够为相关从业人员提供一定的借鉴。
关键词：风云气象卫星；自然灾害；监测；应用
引言
从实践情况来看，在当前我国的自然灾害监测评估过程中，风云气象卫星有着至关重要的作用。当前，我国已经成功发射了17颗风云气象卫星，其中静止气象卫星9颗,极轨气象卫星8颗。风云气象卫星是中国于1977年开始研制的，1988年、1990年和1999年，先后发射了3颗第一代极轨气象卫星，即风云1号A、B和C气象卫星。1997年和2000年又先后发射了两颗静止轨道风云2号气象卫星，组成了中国气象卫星业务监测系统，我国也成为继美、俄之后世界上同时拥有两种轨道气象卫星的国家，这是中国经过多年坚持不懈地奋斗和自主创新的结晶。在自然灾害监测过程中，此类气象卫星有着十分重要的作用，因此对其应用情况进行分析和探讨就显得十分必要。
一、洪涝监测
我国地处亚洲季风活跃地区，每年都发生多起洪涝灾害，作为国家级的气象卫星应用服务单位，国家卫星气象中心通过跨部门联合技术攻关，集成了具有国际先进水平的国家级气象卫星多光谱洪涝综合监测系统，确保风云气象卫星在洪涝灾害监测过程中得到充分的应用，呈现出巨大的应用优势。例如，2003年，淮河流域普降大到暴雨，出现了多年不遇的特大洪涝灾害，在7月的中上旬，因为持续性的大范围降雨导致淮河流域几大行洪蓄洪区相继开始行洪蓄洪。风云一号D星计算结果表明，泛滥水体面积达2200平方公里。对于这次淮河流域水灾，国家卫星气象中心和安徽省局遥感中心对洪涝初期、洪涝中期、洪涝后期及退水全过程展开全过程的动态跟踪和监测，通过相对应的监测和分析，充分绘制出水情监测报告12期，然后在第一时间向安徽省防汛抗旱指挥部进行发送，以此为其抗洪防汛提供重要的参考依据和决策支持。其中，某些水情监测报告以“重大气象信息专报”的形式向国务院进行呈报，通过这样的方式及时有效的提供相对应的汛情信息，并作出科学合理的决策，以此使洪涝灾害得到充分的规避。