国内外主要气象卫星meteorological satellite介绍
气象卫星（meteorological satellite）：从太空对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。卫星气象观测系统的空间部分。卫星所载各种气象遥感器，接收和测量地球及其大气层的可见光、红外和微波辐射，并将其转换成电信号传送给地面站。地面站将卫星传来的电信号复原，绘制成各种云层、地表和海面图片，再经进一步处理和计算，得出各种气象资料。气象卫星观测范围广，观测次数多，观测时效快，观测数据质量高，不受自然条件和地域条件限制，它所提供的气象信息已广泛应用于日常气象业务、环境监测、防灾减灾、大气科学、海洋学和水文学的研究。气象卫星也是世界上应用最广的卫星之一。
NOAA AVHRR介绍
美国NOAA极轨卫星从1970年12月第一颗发射以来，近40年连续发射了18颗，最新的NOAA-19也将在2009年发射升空。NOAA卫星共经历了5代，目前使用较多的为第五代NOAA卫星，包括NOAA-15—NOAA-18；作为备用的第四代星，包括NOAA-9—NOAA-14。以下为部分NOAA卫星的发射时间和基本轨道参数。
NOAA-11卫星
发射时间1988年9月24号，正式运行日期1988年11月8日
轨道高度：841公里，轨道倾角：98.9度，轨道周期：101.8分
NOAA-12卫星
发射时间1991年5月14日，正式运行日期1991年9月17日
轨道高度：804公里，轨道倾角：98.6度，轨道周期：101.1分
NOAA-14卫星
发射时间1994年12月30号，正式运行日期1995年4月10日
轨道高度：845公里，轨道倾角：99.1度，轨道周期：101.9分
NOAA-15卫星
发射时间1998年5月13号，正式运行日期1998年12月15日
轨道高度：808公里，轨道倾角：98.6度，轨道周期：101.2分
NOAA-16卫星
发射时间2000年9月12号，正式运行日期2001年3月20日
轨道高度：850公里，轨道倾角：98.9度，轨道周期：102.1分
NOAA-17卫星
发射时间2002年6月24号，正式运行日期2002年10月15日
轨道高度：811公里，轨道倾角：98.7度，轨道周期：101.2分
NOAA-18卫星
发射时间2005年5月11号，正式运行日期2005年6月26日
轨道高度：854公里，轨道倾角：未知，轨道周期：102分
NOAA-19卫星
发射时间2009年2月6号，正式运行日期2009年 月 日
轨道高度：852.2公里，轨道倾角：98.7，轨道周期：102.1分
NOAA是太阳同步极轨卫星，采用双星运行，同一地区每天可有四次过境机会。第五代（NOAA-15—19）传感器采用改进型甚高分辨率辐射仪（AVHRR/3），和先进TIROS业务垂直探测器（ATOVS），包括高分辨率红外辐射探测仪（HIRS-3）、先进的微波探测装置A型（AMSU-A）和先进的微波探测装置B型（AMSU-B）。其中AVHRR/3传感器包括5个波段，可见光红色波段、近红外波段、中红外波段和两个热红外波段，参数如表12.3。
表1.1 AVHRR/3 波段信息
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通道序号 |
波长范围（µm） |
主要用途 |
|
1 |
0.58~0.68 |
白天图像、植被、冰雪、气候… |
|
2 |
0.725~1.00 |
白天图像、植被、水/路边界、农业估产、土地利用调查… |
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3a* |
1.58~1.64 |
白天图像、土壤湿度、云雪判识、干旱监测、云相区分… |
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3b* |
3.55~3.93 |
下垫面高温点、夜间云图、森林 火灾、火山活动 |
|
4 |
10.30~11.30 |
昼夜图像、海表和地表温度、土壤湿度 |
|
5 |
11。50~12.50 |
昼夜图像、海表和地表温度、土壤湿度 |
注：*3a白天工作，3b夜间工作
AVHRR/3探测器扫描角为±55.4°，相当于探测地面2800km宽的带状区域，两条轨道可以覆盖我国大部分国土，三条轨道可完全覆盖我国全部国土。AVHRR的星下点分辨率为1.1km。由于扫描角大，图像边缘部分变形较大，实际上最有用的部分在±15°范围内（15°处地面分辨率为1.5km），这个范围的成象周期为6天。
ENVI提供AVHRR相应的处理工具，包括地理坐标定位（Georeferencing）、辐射定标（Calibrating）和计算海面温度（SST），其他辅助工具包括查看头文件信息和建立几何校正文件（Geometry File），
目前风云系列卫星包括三个系列：
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是我国自行研制的第一代准极地太阳同步轨道气象卫星，也是我国第一颗传输型极轨遥感卫星。其主要任务是获取国内外大气、云、陆地、海洋资料，进行有关数据收集，用于天气预报、气候预测、自然灾害和全球环境监测等。卫星携带10个通道，可见光4个，近红外2个，中远红外2个，热红外2个，星下点分辨率1.1km，扫描宽度3000km。目前共发射了四颗，代号分别为：FY—1A、FY—1B、FY—1C和FY—1D，目前只有FY-1D在运行服务。
•
是我国自行研制的第一颗地球静止轨道气象卫星，与极地轨道气象卫星相辅相成，构成我国气象卫星应用体系。风云二号卫星作用是获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图，进行天气图传真广播，供国内外气象资料利用站接收利用，收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据，监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环境，为卫星工程和空间环境科学研究提供监测数据，星下点分辨率1.25km（FY-2）
•
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，在功能和技术上向前跨进了一大步，具有质的变化，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、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。
3、监测大范围自然灾害和地表生态环境。
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，为军事气象保障服务。
FY-3的研制和生产分为二个批次，01批共两颗卫星，FY-3A已经于2008年5月7日成功发射。02批星的发射将在2010年以后，并对部份遥感仪器作增加、更换和性能改进，FY-3卫星系列将应用15年左右。FY-3卫星的主要技术指标为：
轨道类型：近极地太阳同步轨道
轨道标称高度：836公里
轨道倾角：98.75°
标称轨道回归周期为5.5天，设计范围为4至10天
轨道保持偏心率：≤0.0025
交点地方时漂移：2年小于15分钟
卫星发射窗口：降交点地方时10:00AM～10:20AM或升交点地方时13:40PM～14:00PM
姿态稳定方式：三轴稳定
三轴指向精度：≤0.3°
三轴测量精度：≤0.05°
三轴姿态稳定度：≤4×10-3 °/s
太阳能帆板自动对日进行定向跟踪。
FY-3 (01批)星上有11种探测仪器，各仪器主要性能指标和探测目的见表
表1.2 FY-3(01批)遥感仪器主要性能指标
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名称 |
性能参数 |
探测目的 |
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可见光红外扫描辐射计(VIRR) |
光谱范围 0.43～12.5μm 通道数 |
云图、植被、泥沙、卷云及云相态、雪、冰、地表温度、海表温度、水汽总量等。 |
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大气探测仪器包 |
红外分光计(IRAS) |
光谱范围 0.69～15.0μm 通道数 |
大气温、湿度廓线、O3总含量、CO2浓度、气溶胶、云参数、极地冰雪、降水等。 |
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微波温度计(MWTS) |
频段范围 50～57GHz 通道数 |
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微波湿度计（MWHS） |
频段范围 150～183GHz 通道数 |
||
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中分辨率光谱成像仪(MERSI) |
频段范围 0.40～12.5μm 通道数 |
海洋水色、气溶胶、水汽总量、云特性、植被、地面特征、表面温度、冰雪等。 |
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微波成像仪(MWRI) |
频段范围 10～89GHz 通道数 扫描范围 ±55.4° |
雨率、云含水量、水汽总量、土壤湿度、海冰、海温、冰雪覆盖等。 |
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地球辐射探测仪(ERM) |
光谱范围 |
地球辐射 |
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太阳辐射监测仪（SIM） |
太阳辐射测量： |
太阳辐射 |
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紫外臭氧垂直探测仪(SBUS) |
光谱范围 0.16～0.4 |
O3垂直分布 |
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紫外臭氧总量探测仪（TOU) |
光谱范围 |
O3总含量 |
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空间环境监测器(SEM) |
测量空间重离子、高能质子、中高能电子、辐射剂量；监测卫星表面电位与单粒子翻转事件等。 |
卫星故障分析所需空间环境参数 |
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