研發背景
風雲四號氣象衛星微波探測衛星單星運行，定點在在能覆蓋中國國土為主的最佳空間軌道位置。光學衛星將在“十一五”期間完成型號立項，並進入研製，在“十二五”發射試驗衛星，完成對試驗衛星的評估和明確業務衛星技術狀態，“十三五”發射風雲四號業務衛星並接替風雲二號業務的任務。
發展目標
經過多次論證，多通道可見光紅外掃描成像儀和紅外高光譜探測儀（干涉式大氣垂直探測儀）以及星地相關技術的科技攻關，已取得了較大進展。
“風雲四號”是第二代靜止氣象衛星，由上海航天局的“風雲二號”總設計師李卿領銜設計，充分考慮海洋、農業、林業、水利以及環境、空間科學等領域的需求，以實現綜合利用。據透露，“風雲四號”衛星主要探測儀器為10通道二維掃描成像儀、干涉型大氣垂直探測器、閃電成像儀、CCD相機和地球輻射收支儀，地球圓盤圖成像時間為15分鐘。
性能指標
中國正在運行的風雲二號地球同步軌道氣象衛星自鏇掃描成像輻射計具有三個探測波段,即將發射的改進型掃描成像輻射計具有五個探測波段。當需要進一步增加波段數、探測元數和提高輻射測量解析度時,要受到數據頻寬的較大約束。最為突出的問題是掃描成像輻射計的掃描效率很低（僅為約5%）和無法實現局部區域的快速重複觀測。三軸穩定衛星平台為掃描成像輻射計提高掃描效率和實現局部區域的快速重複觀測提供了可能。風雲四號氣象衛星多通道掃描成像輻射計相對風雲二號氣象衛星多通道掃描成像輻射計在性能上有了較大的提高。主要體現在下面幾點：
1)探測波段數從3波段、5波段增加到了12波段；
2)地球圓盤圖成像時間從25分鐘縮短為15分鐘，全幀掃描效率從約5%提高到了約80%；
3)增加了小區域掃描觀測功能，區域掃描範圍可小至1000Km×1000Km，區域掃描時間可縮短至一分鐘內，這對區域性強災害性天氣現象的實時監測及過程研究將起到重要作用；
4)空間解析度、紅外溫度解析度和可見、近紅外信噪比進一步提高；
5)數據量化等級從6bits和8bits提高至10bits。
風雲四號氣象衛星多通道掃描成像輻射計的主要性能指標要求。
衛星設計
原理
風雲二號氣象衛星掃描成像輻射計利用衛星自鏇和望遠鏡筒的步進實現對地球的二維成像。風雲四號氣象衛星掃描成像輻射計安裝在三軸穩定衛星平台上，為實現對地球的二維成像，掃描成像輻射儀將採用機械掃描方式實現二維掃描。東西方向成像通過掃描鏡的連續往復式運動實現，速度為10°/S；南北方向成像通過掃描鏡的步進運動實現，步距為448μrad。組成
系統主要包括以下幾部分：1)光學系統：包括主光學結構，分光組件、折鏡、中繼透鏡、輻射致冷器視窗，濾光片、
會聚透鏡等；
2)二維掃描系統：包括掃描鏡、支撐機構、掃描控制及驅動裝置、高精度角度感測器等；
3)探測器：包括可見、近紅外、紅外和水汽12個波段共80元探測器；
4)輻射致冷器：包括輻射致冷器支撐、防污罩及其鎖定和解鎖機構、太陽屏、一級和二級輻射
致冷器、大口徑杜瓦、溫度控制裝置等；
5)星上電子學：包括二次電源、信息處理電路、二維掃描控制和驅動電路、黑體溫度測量電路、衛星指令接收和成像輻射計狀態傳輸電路；
6)機械結構：包括成像輻射計基準結構、掃描鏡支撐、主光學反射鏡支撐、後光路光學零件支撐及定位調節機構、探測器定位及定位調節機構、輻射致冷器安裝基準等；
7)星上定標系統：包括可見、紅外黑體定標源，電子學定標信號；
8)熱控系統：實現包括對儀器安裝基準面、掃描機構、光學系統、輻射致冷器等的主動和被動溫度控制；
工作過程
風雲四號氣象衛星多通道掃描成像輻射計的信息流過程如下，來自地球景物的輻射被掃描鏡反射到主光學系統，通過中繼光學系統將入射輻射分裂成2個可見通道、2個近紅外通道和8個紅外通道。探測器把景物輻射轉換成電信號，經過前放、主放和濾波電路，在掃描同步信號的控制下，進行A/D轉換並快取，通過背景和噪音抑制，圖像配準、校正等環節，將數字量編碼送到衛星的數傳系統，由數傳系統把圖像信號傳送到地面。技術難點
風雲四號氣象衛星1)由於掃描成像輻射計採用機械掃描實現二維掃描成像，當掃描鏡運動時，將會對衛星平台產生一定的擾動。這種擾動將會影響圖像的定位和配準，嚴重時將會漏掃圖像。並且掃描鏡慣量越大、掃描速度越高、掃描鏡運動行程越大，這種影響越大。因此，對衛星平台的姿態控制技術要求更高。同時掃描控制本身也應有實時圖像運動補償功能。按照目前的設計，掃描鏡掃描成像時的角位置定位精度將要求達到1″（1σ）。掃描鏡圖像運動補償時，定位精度將要求達到1″~2″。
2)
由於三軸穩定衛星平台上的掃描成像輻射計凝視地球且隨地球一起自轉，在每天子夜時分，太陽直射進掃描成像輻射計遮光罩的時間約有6小時。在每天的其餘時間，掃描成像輻射計將不被太陽照射，接受地球輻射和太空冷背景輻射。為此,掃描成像輻射計每天將經歷較大的溫度變化，並且隨季節的變化而變化。這種儀器內的溫度大幅變化非常不利於掃描成像輻射計獲得穩定的高質量圖像。在星蝕期間，太陽將直射到掃描鏡上，使這種不利影響達到了頂峰，甚至有可能對掃描成像輻射計產生永久性損傷。
3)三軸穩定衛星平台上的掃描成像輻射計掃描鏡的東西向連續往復掃描運動對氣象衛星的長壽命將構成主要障礙。對掃描電機進行備份，將是應該考慮的選擇。隨著長線列焦平面技術的發展，在幀時不變的情況下，降低東西向掃描速度不僅有利於延長衛星壽命，而且能減少掃描鏡運動對衛星姿態的擾動，提高圖像的解析度和信噪比,進而提高圖像的定位和配準精度。
結論
風雲四號氣象衛星多通道掃描成像輻射計相比正在運行的風雲二號氣象衛星多通道掃描成像輻射計其在通道數和輻射解析度指標方面均由大幅度提高，尤其是三軸穩定衛星平台為縮短幀時和小區域掃描提供了可能，這對災害性天氣的實時預報將起到無法替代的重要作用。對國民經濟的穩定發展也將起到重要的保障作用。研製情況
我國一貫高度重視和支持氣象衛星，目前已經制定了《“十一五”和2020年前我國氣象衛星發展規劃》。根據這個規劃，目前，我們正在研製和發展下一代的靜止氣象衛星風雲四號。風雲四號靜止氣象衛星的研製，完全瞄準國際先進水平，和歐美同步，從時間上來講，如果我們抓得緊的話，甚至有可能先搞出來。此外，我們還在進行一些專門的氣象探測衛星的預先研究。我預期，在不遠的將來，我國的氣象衛星技術和水平將實現更大的突破和跨越。風雲四號的前期論證從上世紀90年代就已經開始了。“十五”期間，有關部門已經開始進行風雲4號關鍵技術預先研究，目前的進展情況還是比較令人鼓舞的。風雲四號工程立項準備工作正在緊鑼密鼓進行，計畫在2008年完成整個工程的國家立項。
發射時間
由中國航天科技集團公司抓總研製的風雲四號衛星於2016年12月中旬擇機發射。風雲四號衛星將裝載我國首次研製的干涉式大氣垂直探測儀，且與多通道掃描成像輻射計裝載於同一顆衛星，實現成像觀測和大氣垂直探測相結合的綜合觀測。 12月11日，搭載風雲四號衛星的運載火箭在西昌衛星發射中心點火升空。當日零時11分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功發射風雲四號衛星。
大事記
2017年2月27日，隨著我國新一代靜止氣象衛星風雲四號A星獲取首批圖像和數據，世界第一幅靜止軌道地球大氣高光譜圖正式亮相，與此同時，我國首次獲取彩色衛星雲圖和閃電分布圖。
太空飛行器分類導航
人造衛星導航
| 衛星，是指在宇宙中所有圍繞行星軌道上運行的天體，環繞哪一顆行星運轉，就把它叫做那一顆行星的衛星。 |
