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[任务跟踪] 风云四号(FY-4)气象卫星微波星

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heito 发表于 2008-11-13 18:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 jingyan66 于 2010-11-15 18:32 编辑

FY-4卫星
(1)静止气象卫星的发展需求
  为满足我国日益增加的天气预报、气候预测和环境监测等方面的迫切需求,用于接替FY-2卫星的新一代FY-4三轴稳定静止气象卫星将提高对地观测精度、观测频次及观测区域的灵活性,加强对中小尺度天气系统的监测,进一步提高短时和短期天气预报的准确率,增强天气分析和地球环境变化的动态监测能力,获取大气垂直探测资料,实现高频次三维探测以及对雷电和空间天气的监测预警。
  在21世纪前20年,全球业务气象卫星系统将经历性能和功能的飞跃发展,其中有效载荷将主要表现在空间分辨率、光谱覆盖及分辨率、时间分辨率和辐射分辨率的提高。静止气象卫星的遥感仪器主要有谱段更多、指标更先进的可见光、红外扫描成像辐射计,超光谱大气垂直探测仪,闪电成像仪,电荷耦合器件(CCD)高分辨率相机,微波辐射计,地球辐射收支仪,太阳X射线极紫外成像仪以及其他空间环境监测仪器等。根据需求安装不同的有效载荷,以满足用户的要求。
  卫星采用三轴稳定姿控方式也带来了更大的挑战,如高指向精度和高稳定度的姿控技术,满足大型光学有效载荷的卫星构型和结构的微变形设计、热控设计、图像导航与配准技术以及活动部件的高可靠、长寿命设计等。
    静止轨道微波遥感气象卫星
    FY-3卫星是我国第一颗装有无源微波遥感仪器的气象业务应用卫星,可获取大气、海洋、陆地微波辐射图像,反演降水、地表参数和水气等参数,获得大气层不同高度的温、湿度分布和卷云参数,并探测地表温度和表面发射率。
  对台风、暴雨、强对流等灾害天气的监测和预报是天气预报最主要内容之一。极轨气象卫星的时效不能满足对多变的温湿度场、热力场、中小尺度生命史短的暴雨和强对流等灾害天气的观测需要,而静止轨道卫星因其高时效特点才能满足这种需求。此外,微波可穿透云、雨、大气,同时云雨大气也会通过吸收、发射和散射对微波辐射的传输产生影响,而这些又与大气的热力结构和微物理特性有关。因此,通过微波辐射计的探测数据可反演云雨大气的热力结构和微物理特性。静止气象卫星高频次观测的特点,是国际上致力于发展静止轨道微波探测的原因。
  美国在20世纪70年代就提出了静止轨道微波辐射计的构想。受微波器件的限制,工作频率低于183 GHz,在星上需使用口径大于4m的天线。90年代,美国又重新提出了静止轨道微波辐射计的方案,将工作频率提高到亚毫米波段。欧洲也提出了GOMAS静止轨道毫米波、亚毫米波探测方案。
  静止轨道微波遥感的关键主要有高精度大口径扫描天线、地面和星上定标、毫米波和亚毫米波准光学馈电网络及接收等技术。初步选定的工作频率和主要性能见表3。静止轨道微波遥感卫星天线有直径3m的卡塞格伦天线和综合孔径天线两种。大尺寸真实孔径天线因工作频率高,而采用准光学设计,其表面粗糙度、面型精度及热变形都会使天线效率和指向精度变差。这对天线反射面的材料和加工提出了高要求。天线的扫描可有线性和圆锥两种扫描方式。综合孔径天线是正在研究的一种方案,天线阵列一般设计为Y型或半环形,并进行圆周扫。综合孔径天线主要应用于频率低于60GHz的范围,其地面分辨率可达30km。大孔径天线在星上实现全口径定标的难度很大,否则只能采用馈源后端定标。随着亚毫米器件的发展,接收机已可实现。但因诸多关键技术仍需突破,目前其他国家和我国均处于论证研究阶段。

表3  毫米波和亚毫米波探测仪主要性能

功能性能指标
工作频率(GHz)带宽(MHz)灵敏度(K)天线口径(m)空间分辨率(km)
大气温度探测56.325,56.215,56.025,55.520,54.950,54.400,53.854,53.290,52.825,51.760,50.300
50~400﹤1381
118.750±0.2, 0.4, 0.7, 1.1, 1.5, 2.1, 3.0, 5.0
100~200040
424.763±0.15, 0.3, 0.6, 1.0, 1.5, 4.0
100~100013
大气湿度探测183.310±0.3, 0.9, 1.65, 3.0, 5.0, 7.0, 17.0
300~400026
380.197±0.4, 1.5, 4.0, 9.0, 18.0
200~200013
大气窗区探测150100038
220200022
340100013

naugty 发表于 2009-6-7 20:33 | 显示全部楼层

测雨卫星应该就是FY-4的微波系列,测云应该也可以

我国加紧研制组建新一代气象卫星星座系
http://www.sina.com.cn  2009年06月07日 17:34  新民晚报

  此外,我国还将发展测云卫星、测雨卫星等专项气象卫星。
hkhtg090201 发表于 2009-6-7 19:39



测雨卫星应该就是FY-4的微波系列,测云应该也可以。
 楼主| heito 发表于 2010-1-6 17:15 | 显示全部楼层
“干涉式毫米波成像辐射计关键技术研究”课题通过验收
2010-01-06 | 【大   中  小】【打印】【关闭】  
2009年12月29日,“十一五”863对地观测与导航领域专题课题验收会在北京举行,由中科院空间中心承担的“干涉式毫米波成像辐射计关键技术研究”课题顺利通过验收。

该课题为“十一五”本领域首批立项的专题课题之一,主要目标是针对当前地球静止轨道气象卫星对微波/毫米波有效载荷的迫切需求,开展以分时采样综合孔径技术为核心的关键技术攻关,以解决真实孔径系统天线口面过大以及传统综合孔径系统单元天线数目过多的问题。在当前全球气候变化加剧、灾害性天气现象频发的大背景下,开展此项研究具有特别意义。

在课题执行过程中,以吴季研究员为首的空间中心研究团队提出了圆环阵列自旋扫描的方案,在简化系统复杂度、提高运动机构稳定性以及定标可行性上具备明显的优势,并最终形成了自主知识产权,成功进行了外场成像实验。

在课题验收会上,与会评审专家一致认为,课题组在50~56GHz的氧气吸收峰频段成功验证了干涉式综合孔径辐射计体制的可行性,达到了目前国内干涉式辐射计技术的最高频率,并突破了多项具备国际水平的关键技术,包括:分时采样体制下干涉式综合孔径辐射计关键性能指标的分析方法;稀疏天线阵列与分时采样方式的联合优化设计方法;毫米波接收机前端噪声互耦抑制方法;多时延数字相关技术;分时采样干涉式综合孔径系统的整体定标技术等。研究成果有力支持了未来在我国下一代风云四号静止轨道气象卫星上实施综合孔径大气温度探测仪的可行性与必要性。地球静止轨道(GEO)具有大覆盖以及实时性等特点,而微波/毫米波段观测则具有全天候全天时的优势,两者的结合能够实现对整个天气变化动态过程的连续有效观测,为数值天气预报提供高时间分辨率的观测数据,满足短期预报甚至即时预报的要求。 本课题成果已获“十一五”863重点项目的后续支持,在该成果的基础上进一步研制一台全尺度地面样机,为本成果最终进入工程型号应用奠定基础。

(供稿:微波遥感室)
naugty 发表于 2010-1-8 16:19 | 显示全部楼层
“干涉式毫米波成像辐射计关键技术研究”课题通过验收
2010-01-06 | 【大   中  小】【打印】【关闭】  
...
heito 发表于 2010-1-6 17:15



  这载荷可能上FY-4雷达星
 楼主| heito 发表于 2010-3-12 10:30 | 显示全部楼层
国家863计划领域专家组到空间中心检查指导工作
2010-02-12 | 【大   中  小】【打印】【关闭】  
  
2010年2月9日,国家863计划地球观测与导航技术领域专家组到中科院空间中心检查指导工作,听取空间中心承担的863计划重点项目“地球同步轨道毫米波大气温度探测仪系统设计与样机研制”等课题的研究进展汇报。专家组由领域专家组组长周成虎研究员带队,项目责任专家卢乃锰研究员,以及尤政教授、江碧涛研究员、张志清研究员、梁宗闯研究员等专家与会指导。空间中心主任吴季研究员亲临汇报会,并与专家组亲切沟通与交流,陪同参观微波遥感部实验室。

项目负责人张升伟研究员等向专家组汇报了“干涉式综合孔径微波辐射计技术发展综述”、“地球同步轨道毫米波大气温度探测仪系统设计与样机研制”,以及“一维全极化综合孔径微波辐射计”等课题的研究进展报告。专家组对所取得的研究进展给予了充分肯定,深入质疑和讨论了相关的技术指标、与卫星接口等问题,并对下一步的工作提出了重要的指导与建议。

专家组表示,空间中心在863计划的支持下,开展地球同步轨道毫米波大气温度探测仪的全尺度星载原理样机研制,在国际上是首次!并且项目取得的阶段性成果亮点突出,具有显著的自主创新特色和很好的应用前景,希望空间中心再接再厉,圆满完成项目预期目标,更好地推进风云四号气象卫星微波星的立项进程。

地球同步轨道毫米波大气温度探测仪针对我国风云四号气象卫星的微波星为应用背景开展的高技术研究,不仅进行系统方案设计,而且要开展关键技术攻关,突破静止轨道毫米波探测的技术瓶颈,研制出全尺度星载原理样机,进行技术验证与性能演示,进而为开展型号任务研制,填补国际上静止轨道微波探测的空白奠定基础。本项目于2009年完成了系统集成和成像反演算法的关键技术攻关,目前已经全面展开全尺度星载原理样机的研制工作
 楼主| heito 发表于 2010-3-12 10:35 | 显示全部楼层
风云四号卫星计划发展光学和微波两种类型的卫星
中国幅员辽阔,国土东西经度超过60度,随着中国资源和安全对信息区域扩大的需求,光学星按照东、西双星进行空间轨道布局(双星运行),分别命名为FY-4-EAST和FY-4-WEST,对覆盖中国西部、印度洋、红海和中东地区并西接欧洲,东边覆盖中国中东部、扩大到广大太平洋地区进行气象探测。
微波探测卫星布局在能覆盖中国国土为主的空间轨道位置是最佳选择(单星运行)。
ssizz 发表于 2010-3-12 10:55 | 显示全部楼层
风云二号D、E星才隔了20来度.........
jingyan66 发表于 2010-11-15 18:31 | 显示全部楼层

概念图

图片1.jpg
最早2020年才能发射的DD,目前应该是纯属概念
 楼主| heito 发表于 2010-11-19 09:50 | 显示全部楼层
现场直击]风云4号卫星设计指标达顶尖水平
2010-11-19 09:20:01 来源: 网易军事 

核心提示:风云四号静止轨道气象卫星相比之前的风云三号卫星更为复杂,分为光学星和微波星两种。根据本届航展的介绍,风云四号使用SAST5000平台,设计寿命10-15年,光学星质量3200千克,雷达星质量5300千克,可以说云四号卫星将是中国气象卫星达到国际领先水平的标志。
naugty 发表于 2010-11-19 10:35 | 显示全部楼层
同步轨道三轴稳定,高精度指向和稳定度,长寿命技术,这些在FY-4对八院都是很大的挑战
绿林好汉 发表于 2010-11-19 20:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 绿林好汉 于 2010-11-19 20:38 编辑
现场直击]风云4号卫星设计指标达顶尖水平
2010-11-19 09:20:01 来源: 网易军事 

核心提示:风云四号静 ...
heito 发表于 2010-11-19 09:50



    纸面指标很不错;
实际表现拭目以待。

但愿不要象命运多舛的“东四”平台通信星。

这个“SAST5000平台”是怎么回事?等高手科普。
cmj9808 发表于 2010-11-19 22:10 | 显示全部楼层
纸面指标很不错;
实际表现拭目以待。

但愿不要象命运多舛的“东四”平台通信星。

这个“ ...
绿林好汉 发表于 2010-11-19 20:36


这里有J版从珠海带回来的第一手资料
http://www.9ifly.cn/sub/thread-4780-1-3.html
Lsquirrel 发表于 2010-11-19 22:23 | 显示全部楼层
SAR GEO.jpg
Synthetic Aperture Geo Microwave System Concepts
这个估计是FY-4微波星平台做的
landson 发表于 2010-11-19 23:42 | 显示全部楼层
让SAST5000平台和D5竞争,看五院还敢不给力
依天长剑 发表于 2011-1-21 15:44 | 显示全部楼层
SAST5000平台应该是东4平台的改进吧。

点评

难道风2平台与东2平台没有一点关系?  发表于 2012-10-17 18:02
既然都是SAST了,怎么会跟五院的平台有关呢  发表于 2012-4-1 20:04
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绿林好汉 发表于 2011-1-21 16:00 | 显示全部楼层
看下来,觉得FY-4相比FY-2,真是技术大跃进!
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 楼主| heito 发表于 2011-3-15 16:53 | 显示全部楼层
空间中心“地球同步轨道毫米波大气温度探测仪”参加“十一五”国家重大科技成就展
2011-03-15 | 【大   中  小】【打印】【关闭】  
3月8日至14日,由科学技术部、中国科学院等多部委共同主办的“十一五”国家重大科技成就展于在国家会议中心隆重举行,展出了一批对国民经济和社会发展有重大影响、具有重大创新与突破且掌握关键核心技术、具有自主知识产权的重大标志性、亮点项目。

中国科学院微波遥感技术重点实验室承担的863计划地球观测与导航领域重点项目“地球同步轨道毫米波大气温度探测仪”,参加了主题为“加强基础研究和前沿技术研究、提升科技创新能的”的第五展览单元的展出,参展板块为“空间科学与技术”。在展览过程中,探测仪原理样机引起了国家领导人、两会代表及广大观众的兴趣和关注,询问探测仪的意义、用途及前景。

静止轨道毫米波大气温度探测仪是国际上第一台全尺度的星载原理样机,采用具有自主知识产权的干涉式综合孔径圆环阵列自旋扫描成像体制,工作频率50-60GHz,由28个接收机单元组成,每个接收机包括8个探测通道,以3m直径的自旋圆阵实现了6m的等效观测口径,能够在5分钟内实现全国范围覆盖成像,实现对大气温度廓线的多通道垂直探测,在36000km的轨道高度上达到50km的地面空间分辨率,使我国静止轨道微波探测技术位居世界先进行列。

干涉式综合孔径体制可以避免传统的大尺寸实孔径天线制造、运载和在轨扫描的困难,但同时带来了多通道、电系统复杂度高的难题。项目组经过三年时间的努力,完成了系统方案设计、关键技术攻关,突破了高频率毫米波多通道干涉测量、宽带高速数字相关处理等技术瓶颈,研制完成星载全尺度原理样机。该样机系统研制涉及综合电子信息技术,与高技术产业联系紧密,极大的提升了我国毫米波系统集成、高速数字处理等核心电子部件技术的创新能力,引领我国相关高技术产业的发展。

毫米波大气温度探测仪在地球同步轨道上能够全天候、全天时探测大气温度分布,实时监测台风及暴雨等灾害性天气现象的发生、发展和消亡过程,对气象预报、减灾防灾、气候变化研究具有极高的社会和经济效益。探测仪原理样机的研制完成,为进入工程型号任务研制奠定了基础。

(供稿:中国科学院微波遥感技术重点实验室)
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 楼主| heito 发表于 2011-3-15 16:54 | 显示全部楼层
空间中心“地球同步轨道毫米波大气温度探测仪”参加“十一五”国家重大科技成就展
2011-03-15 | 【大   中 ...
heito 发表于 2011-3-15 16:53



    W020110315静止轨道毫米波大气温度探测仪.jpg
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naugty 发表于 2012-10-17 14:26 | 显示全部楼层
“十一五”863计划重点项目“地球同步轨道毫米波大气温度探测仪”顺利通过验收
2012-10-16 |
中科院空间中心
10月12日,科技部863计划地球观测与导航技术领域办公室在北京组织召开了“十一五”重点项目“地球同步轨道毫米波大气温度探测仪”项目验收会。会议由科技部高新司问斌副处长主持,国家遥感中心总工程师李加洪、国家空间科学中心主任吴季、中科院高技术局光电空间处等单位的领导和专家出席了本次会议。
与会专家组听取了项目研究总结报告,对技术报告等相关资料进行了审查,现场参观了地球同步轨道毫米波大气温度探测仪星载全尺度原理样机的成像试验演示,并针对地球同步轨道毫米波大气温度探测仪星载全尺度原理样机和183GHz两单元干涉仪样机、项目成果、发明专利、论文和财务执行情况给出了验收结论。
验收专家组对该项目取得的成果给予了充分肯定,一致认为,该课题的研制完成使我国在静止轨道微波探测技术位居世界先进行列,同时,该项目专项经费使用合理、自筹经费足额到位,同意该项目通过验收。
吴季主任对国家863计划地球观测与导航技术领域办公室长期以来的关心和大力支持表示感谢,表示国家空间科学中心将继续努力,认真听取建议,全力以赴投入到下一阶段工作中,为气象静止轨道微波探测卫星的立项提供更强大的技术支持,为我国微波遥感事业的发展作出更大贡献。
李加洪总工程师对此项目的创新性和完成情况进行了充分肯定,希望空间中心继续发挥锲而不舍的精神,做好后续各项工作,为我国的微波遥感技术发展再立新功。
(供稿:科学技术研究与发展处)

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 楼主| heito 发表于 2013-1-29 21:21 | 显示全部楼层

“第三届中欧地球同步轨道探测仪项目合作讨论会”召开



2013-01-28 | 【大   中  小】【打印】【关闭】





一月中旬,国家空间科学中心主任吴季率团同来自国家气象局等单位的专家应邀访问了位于荷兰诺德韦克的欧洲太空局(以下简称“欧空局”)技术中心(ESA\ESTEC),并参加了“第三届中欧地球同步轨道探测仪项目合作讨论会”。

欧空局副局长兼技术部主管F. Ongaro致辞,表示将支持双方在静止轨道微波探测方面开展合作;吴季介绍了空间中心的基本情况和静止轨道微波探测仪的最新科研进展,双方随后就合作组织形式、计划安排等议题进行了重点讨论。代表团一行还参观了欧空局天线测试场、瑞典Omnisys公司和RUAG空间公司等实验场所和项目参与单位,并在会后同欧方参研工业部门进行了技术沟通与会谈。

2012年初,欧空局表达了与中方在此领域开展国际合作的意向。中方随即组织科技部国家遥感中心、中科院国家空间科学中心、国家卫星气象中心和航天八院509所等单位,于2012年5月和6月先后两次与欧空局技术部及对地观测部展开双边会谈,明确合作意向,并初步建立了由中方研制温度探测仪载荷,欧方研制湿度探测仪载荷,共同搭载在 “风云四号”微波卫星上的合作计划。

静止轨道毫米波大气探测是空间中心“一三五”目标中部署的三个重大突破之一。“十一五”期间,空间中心承担了“863计划”对地观测领域重点项目“地球同步轨道毫米波大气温度探测仪”;“十二五”期间,空间中心申报的“863计划”主题项目“静止轨道双模大口径天线毫米波亚毫米波探测仪”也即将于2013年启动;中科院院长白春礼和中国气象局局长郑国光也于2012年7月考察了相关载荷的预研情况。

(供稿:国际合作办公室)

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