中國風雲衛星集四大核心功能，絕不僅僅是氣象觀測那麼簡單

中國風雲衛星集四大核心功能，絕不僅僅是氣象觀測那麼簡單

2017-05-12 劉曉峰

1988年9月7日，我國自行研製的「風雲一號」氣象衛星搭乘「長征-4A」運載火箭升空。這顆帶有試驗性質的的氣象衛星，雖然在軌運行時間僅有39天，但它卻為中國的氣象學家們傳回了第一套具有自主知識產權的數字氣象雲圖。從此，開啟了我國依靠自行研製衛星獲取氣象情報的新篇章。

中國「風雲一號」氣象衛星

「風雲一號」衛星的總體設計繼續沿用了當時中國比較成熟的正六面體外形。衛星的4個側面面積相等，頂部和底面的面積略大，這種設計的優點是能夠使對地通訊衛星和遙感設備互不干涉，並且同時對地球方向安裝。為了使衛星儘可能多地接收太陽能、提高電池充電效率，星體的兩個外側各安裝3塊太陽電池帆板。值得注意的是，星體兩側的太陽帆板與衛星的軌道面在同一個平面上，採用對太陽不定向跟蹤方案，衛星在日照區運行時，太陽帆板不僅為蓄電池充電，同時也承擔星體上全部設備的用電載荷；當衛星運行至陰影區時，由蓄電池為星體上的設備提供電能。

太陽電池帆板

有了源源不斷的電能，「風雲一號」衛星依靠自身攜帶的兩台甚高解析度掃描輻射儀觀測地球。攜帶兩台設備的原因很簡單，就是怕萬一有一台出了故障，還有另一部機器作為備份使用。這充分體現了總設計師在處理可靠性與壽命這對關係時，高屋建瓴的哲學思想，可靠性比壽命更重要，雖然衛星僅僅使用了39天，但在這39當中，一定要確保衛星工作正常。這兩套互為備份的掃描輻射儀不僅能夠在可見光區通過光譜通道，觀測白天雲圖、海洋和地表圖像，以還可以利用不同波長的紅外通道，觀測水體邊界及冰雪融化情況，甚至晝夜雲圖和表面溫度。

「風雲一號」氣象衛星雖然在軌運行時間短，但收穫頗豐

遙感儀器好不好，其中一項重要指標就是看圖像解析度。當衛星高度一定時，圖像解析度取決於儀器的瞬時視場。在「風雲一號」衛星900千米的設計軌道高度上，衛星對地面的解析度是1.1千米。這個性能指標在今天看來雖然顯得有些落後，但「風雲一號」的「眼睛」已經能夠清晰地辨認出颱風眼區、暴雨雲團、積雪覆蓋、天氣系統分布等等重要數據。而且從當時回傳的圖像中，氣象專家們甚至還找出了幾處森林火災初期的孤立明火點。在80年代末、90年代初，這樣的解析度足以算得上國際領先水平了。

「長征」系列運載火箭家族繁盛，CZ4隻是其中一員。

在獲得了地球表面氣象情報數據後，如何把重要信心傳送回來，成為了繞不開的難題。首先，探測器將搜集來的全部光信號轉化為電信號，這些信號被傳輸至信息處理機，由信息處理機將這些模擬電信號轉化為數字信號，但此時還不能傳回地面站，而是需要將時間碼、衛星姿態角度等其它數據與地球掃描數據按照規定格式排好，形成一套完成的數據後，才能發回地面站。當衛星運行至我國國內地面站接受範圍以外時，「風雲一號」衛星將信號實時傳輸轉為延時回放。衛星內預先安裝的磁帶機會將需要回傳的信號記錄下來，待衛星飛到我國國境上空區域時，地面站首先捕獲衛星，衛星內的程式控制計算機就會將磁帶記錄的信號對地面站進行快速回放。

衛星遙感圖能夠給決策者一個直觀、清晰的認識

「風雲一號」氣象衛星的成功發射，對於我國氣象觀測手段現代化建設具有里程碑的意義。作為中國氣象衛星的開山之作，「風雲一號」性能起點並不低，實踐證明，「風雲一號」的性能與美國第三代氣象業務衛星——TIROS-N/NOAA系列衛星的水平幾乎相當。在環繞地球飛行的14圈裡，地面接收站收到「風雲一號」傳回的信號，不僅有能夠提高大氣探測和天氣預報能力的衛星雲圖，還對森林火災、水災面積、沙漠流沙等自然災害領域發揮重要作用。而且，在沒有谷歌地圖的年代，氣象衛星也肩負著一些其它職能，比如，能夠對大面積農作物進行估產，為海洋漁業捕撈、海洋災害性天氣檢測等方面提供了不少幫助。可以說，「風雲一號」不僅僅具備氣象情報的採集功能，更是對於當時國民經濟建設發揮了不可替代的作用。

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