風雲一號

風雲一號

風雲一號,是中國自行研製的第一代準極地太陽同步軌道氣象衛星,也是中國第一顆傳輸型極軌遙感衛星,1990年9月3日升空。目前共發射了四顆,代號分別為:FY—1A、FY—1B、FY—1C和FY—1D。

發展簡況

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在上世紀60年代,中國就著手進行發展極軌氣象衛星的準備工作。1970年周恩來總理指出要搞中國自己的氣象衛星,並親自布置了相關任務,從此開始了中國第一代極軌氣象衛星風雲一號(FY-1)的研製和發展工作。

FY-1衛星分為兩個批次,各兩顆星。01批的FY-1A星於1988年7月9日發射,FY-1B星於1990年9月3日發射。02批衛星在01批星的基礎上,改進了姿態控制系統的可靠性和掃描輻射計的性能,將5個通道增加到10個;甚高解析度圖像傳輸(HRPT)數傳碼速率相應提高一倍,由0.6654Mbps提高到1.3308Mbps;星上裝置了固態存儲器,實現了延時圖像傳輸(DPT)的數位化。這一系列的改進使02批星性能得到大幅度的提高,壽命都大大超過2年的設計壽命。02批的FY-1C星於1999年5月10日發射,FY-1D星於2002年5月15日發射。現在,FY-1D星仍在正常工作。

主要任務

風雲一號風雲一號

風雲一號衛星的需求主要是為中國氣象觀測提供一種新手段,利用氣象遙感器和空間環境監測器,獲取地表和大氣層輻射資料,進行海洋遙感技術試驗,監測空間環境。

主要任務是:

利用星載可見光和紅外掃描輻射計,獲取地表和大氣層可見與紅外輻射資料,向世界各地雲圖接收站實時傳送解析度為4km的模擬量雲圖信息和解析度為1.1km的數字量雲圖信息。

利用可見光和紅外掃描輻射計的水色觀測通道,進行海洋遙感技術試驗。

利用宇宙線成分監測器,監測空間環境。

利用星載數據接收系統,收集數據。

運行狀況

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風雲一號A星於1988年9月7日在太原衛星發射中心成功發射升空,是中國自行研製的第一代極軌氣象衛星(太陽同步軌道),也是我國第一顆傳輸型極軌遙感衛星。在軌運行39天,發生故障,導致衛星失效。

風雲一號B星於1990年9月3日成功發射。其性能明顯改善,地面收到的可見光雲圖質量比第一顆氣象衛星清晰,紅外雲圖與當時國際先進的同類衛星相當。該衛星在軌正常運行了165天后,出現故障,斷續工作到1992年11月份,在軌累計正常運行285天。

風雲一號C星於1999年5月10日在太原衛星發射中心成功發射,1999年8月22日交付中國氣象局使用。FY-1C星在軌穩定運行了近五年,2004年6月24日開始,停止了對FY-1C星雲圖的接收存檔。

FY-1C衛星的成功發射被列為中國1999年十大科技新聞之一,獲得了國家科技進步一等獎,並銘刻在中華世紀壇上。2000年5月,FY-1衛星在軌穩定運行一年之後被世界氣象組織正式列入套用衛星序列。

風雲一號D衛星於2002年5月15日在太原衛星發射中心成功發射。目前該星仍在軌穩定運行,工作狀態良好。

目前,美洲、歐洲和亞洲等地區多個國家都建立了兼容接收風雲1C、1D星的數據接收系統和相應的數據處理與套用系統,風雲一號衛星數據成為全球災害監測和環境變化研究的重要數據之一。

退役

2007年2月11日美國東部時間下午5點28分左右,從西昌發射了一枚反衛星飛彈,成功地擊毀了已經退役的“風雲1C”氣象衛星。這次試驗使用了動量殺傷彈頭。美國空軍Space-Track網上查了風雲一號的軌道數據(由北美防空司令部雷達系統提供顯示,風雲1C的軌道在格林威治時間11日21:44至12日13:03之間,從845x864公里突然升高到869x876公里。對一顆燃料基本耗盡的退役衛星來說,這么明顯的軌道提升確實是不正常的。12日之後,該網站沒有發布過任何新數據。
中央情報局對這次飛彈發射事先有知。Space-Track在11日發布的風雲1C軌道數據達5次之多,大大超過平時的1-2次,說明當日雷達系統有意識加大了對風雲1C的跟蹤。

FY-1A衛星

簡介

FY-1A衛星於1988年9月7日用長征四號火箭發射,衛星本體是六面體,星體外側對稱安裝六塊太陽帆板,衛星總長度為8.6米,星重750千克,三軸定向穩定,衛星高900公里,傾角99°,周期102.86分鐘,每天衛星繞地球為14圈。首顆FY-1A衛星入軌後獲取了大量高質量雲圖資料。運行不久,發現水汽對紅外探測器造成污染,由於姿態失控,衛星工作了39天。沒有達到預定的工作壽命要求。

感測器

衛星攜帶多光譜可見光紅外掃描輻射儀,它有五個通道,波長為0.58-0.68、0.725-1.1、0.48-0.53、0.53-0.58、10.5-12.5(微米)。用於獲取晝夜可見光、紅外雲圖,冰雪覆蓋、植被、海洋水色、海面溫度等。衛星資料傳送方式有:甚高解析度傳輸(HRPT),低解析度圖象傳送(APT)和延遲圖象傳輸(DPT)。

HRPT的碼速率為0.6654Mbps,工作頻率為1670-1710MHz,信息格式與NOAA衛星基本相同;高解析度圖像傳輸(APT)和DPT為模擬信號。

FY-1B衛星

簡介

FY-1B衛星於1990年9月3日用長征四號火箭發射。由於採取防污染設計和防污染技術措施,其地面收到的可見光雲圖質量比第一顆氣象衛星清晰,紅外圖像質量良好,當時國際先進的同類衛星相當。衛星正常運行165天后,由於星載計算機突發故障造成姿態失控,後經搶救恢復正常工作。但星載計算機受到空間環境的影響,工作不穩定,衛星斷續工作,沒有達到設計壽命要求。

感測器

FY-1B衛星星載5通道波長為0.58-0.68、0.725-1.1、0.48-0.53、0.53-0.58、10.5-12.5(微米)。可見光、紅外掃描輻射計的性能和衛星的主要功能,與美國第三代極軌氣象衛星相當,接近業務套用水平;衛星可見光通道圖像質量良好,信噪比高於設計要求。姿態控制系統比FY-1A有明顯改善,但系統的可靠性有待進一步改進。它提高了中國天氣預報的時效性、準確性以及監察災害性天氣的能力。

HRPT的碼速率為0.6654Mbps,工作頻率為1670-1710MHz,信息格式與NOAA衛星基本相同;高解析度圖像傳輸(APT)和DPT為模擬信號。

FY-1C星

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(1)衛星的基本任務

每天定時兩次向世界各地氣象台站實時傳送10個通道1.1 km甚高解析度的數字量雲圖;記錄存儲全球國外地區4個通道4 km解析度數字量雲圖,延時回放給中國地面站。

(2)衛星軌道參數

軌道特徵:太陽同步軌道

軌道高度:863 km

軌道傾角:98.79°

軌道偏心率:0.00188

軌道回歸周期:10.61天

軌道降交點地方時:8∶34(1999-07-04)

軌道降交點地方時2年後漂移量:23min15.84s(指標為<1h)

(3)衛星本體

衛星重 950 kg,平均功耗 256 W,外形為1.42 m×1.42m ×1.2 m六面體,太陽帆板伸展後總長10.556 m。

衛星由遙感(含空間粒子探測器)、圖像傳輸、DCDS、天線、結構、熱控制、電源、姿態控制、測控和星載計算機10個分系統組成。前4個分系統是衛星的有效載荷,後6個分系統是衛星平台服務分系統。

通道掃描輻射計

衛星的主要探測器是兩台互為備份的10通道掃描輻射計。波長為0.58-0.68、0.84-0.89、3.55-3.93、10.3-11.3、11.5-12.5、1.58-1.64、0.43-0.46、0.48-0.53、0.53-0.58、0.900-0.965(微米)。其中可見光和近紅外通道定標精度達到10%的指標要求;紅外輻射定標精度達到1K指標要求;空間解析度HRPT圖像優於1.1km, GDPT圖像優於4km。

圖像傳輸特性

高解析度圖像傳輸(CHRPT):頻率1700MHz,碼速率為l.3308Mb/s,全球任意地點可以實時接收。

延時圖像傳輸(DPT):頻率為1708 MHz,碼速率為1.3308Mb/s,分為GDPT和LDPT兩種。GDPT用於星上存儲4個通道(通道1,2,4,5)、4 km解析度均勻化的全球資料,星上可存儲時間為300min的觀測資料,當衛星過境時回放,每天可以獲得一次全球資料。

衛星姿態控制性能FY-1C星三軸穩定對地定向的姿控系統採用偏置動量輪加磁進動、章動控制和磁平穩卸載方案。三台紅外地平儀是主要的姿態測量儀器,兩台計算機構成姿控中央控制器。

衛星壽命可用率

衛星設計壽命為2年;壽命期內雲圖資料的可用率大於97.5%。

FY-1D衛星

風雲一號D衛星從2000年開始正樣設計,其在繼承了風雲一號C衛星的成功經驗及技術的基礎上,對其技術狀態作了14項改進,以進一步提高其穩定性。該衛星質量九百五十公斤,採用三軸穩定方式,星體呈六面體,其軌道高度八百七十公里,設計壽命兩年。於2002年5月15日在太原衛星發射中心用長征四號B火箭發射升空。它提高了中國天氣預報的時效性、準確性以及監察災害性天氣的能力。

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