风云三号气象卫星

风云三号气象卫星是为了满足中国天气预报、气候预测和环境监测等方面的迫切需求建设的第二代极轨气象卫星，其能够获取全球、全天候、三维、定量、多光谱的大气、地表和海表特性参数。风云三号气象卫星主要承担着为天气预报提供气象参数、监测生态环境变化，为航空、航海、农业等领域提供全球及区域的气象信息等任务。

风云三号气象卫星研制和生产分为四个批次，01批共两颗卫星；02批星对部分遥感仪器作增加、更换和性能改进，共发射两颗卫星；03批卫星包含四颗卫星；04批卫星包含两颗卫星，按照一颗晨昏轨道卫星和一颗倾斜轨道降水测量卫星布局安排。 1994年，风云三号气象卫星列入国家“九五”型号发展规划，平台和仪器研制启动。 2000年9月，风云三号气象卫星正式立项。 2004年，被评价为“工程技术复杂、工程量大”的地面系统批复立项，董超华被任命为总师，负责地面系统设计和建设的任务。 2008年5月27日，中国新一代极轨气象卫星风云三号01星在太原卫星发射中心发射。 2013年9月23日，“风云三号”C星发射入轨后，“风云三号”实现三星组网，观测数据更新频率由12小时缩短为6小时。 2014年10月，由陕西省气象局农业遥感信息中心和西安市气象局建设的风云三号卫星地面接收系统通过论证。 2021年7月5日，长征四号丙运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，把风云三号E星送入预定轨道。风云三号E星是风云卫星家族中的首颗黎明轨道气象卫星。 2023年8月3日11时47分，中国在酒泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭，成功将风云三号06星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，该卫星为太阳同步上午轨道卫星，会接替在轨超期服役的风云三号C星，探测数据主要用于天气预报、大气化学和气候变化监测业务及研究。 2025年9月27日，中国在酒泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭，成功将风云三号H星发射升空。

风云三号气象卫星共搭载了4种类型（光学仪器、大气探测仪器、微波成像仪器和大气成分仪器）共10种探测仪器。相比于第一代极轨气象卫星，风云三号气象卫星较明显的突破在于它实现了从二维遥感成像到三维综合大气探测，从单一的光学探测到紫外线、可见光、红外线和微波的全谱段宽波谱探测，从公里级观测提高到百米级观测，从中国国内组网接收到全球组网接收等四大技术跨越。“风云三号”还是星载有效载荷数量、单机活动部件数量、气象卫星观测功能等方面的第一名。风云三号气象卫星研制成功使中国在极轨气象卫星领域更进一步缩小与美国、欧洲等发达国家的差距，接近或赶上其发展水平，增强中国参与国际合作和国际竞争的能力。

历史沿革

建设背景

风云三号气象卫星是列入国家“九五”型号研制计划的中国第二代极轨气象卫星，研制和生产分为四个批次，01批共两颗卫星；02批星对部分遥感仪器作增加、更换和性能改进，共发射两颗卫星；03批卫星包含四颗卫星；04批卫星包含两颗卫星，按照一颗晨昏轨道卫星和一颗倾斜轨道降水测量卫星布局安排。

发展历程

1994年，风云三号气象卫星列入国家“九五”型号发展规划，平台和仪器研制启动。 2000年9月，风云三号气象卫星正式立项，全部为中国自主研制，由上海航天技术研究院，中国科学院空间科学与应用研究中心、上海技术物理研究所、长春光学精密机械与物理研究所等单位集体攻关。 2004年，被评价为“工程技术复杂、工程量大”的地面系统批复立项，董超华被任命为总师，负责地面系统设计和建设的任务。

2008年5月27日11时2分29秒，中国新一代极轨气象卫星风云三号01星在太原卫星发射中心发射，长征四号运载火箭将卫星成功送入太空。风云三号01星发射成功，标志着中国气象卫星和卫星气象事业发展进入了新的历史阶段。 2010年11月5日，“风云三号”B星成功发射。该次发射的第二颗“风云三号” 卫星在卫星平台、有效载荷配置上与第一颗卫星相比没有重大变化，但是其性能要更加优越，尤其是红外分光计、微波成像仪和紫外臭氧垂直探测仪的功效发挥上更加完善。 2013年9月23日，“风云三号”C星发射入轨后，“风云三号”实现三星组网，观测数据更新频率由12小时缩短为6小时，大幅提高了中国气象观测和预报能力。 2014年10月，由陕西省气象局农业遥感信息中心和西安市气象局建设的风云三号卫星地面接收系统通过论证。该接收系统具有对当前FY-3、NOAA、TERRA、NPP系列卫星多颗传感器实时接收预处理功能，并且硬件部分可以满足国产中高分辨率资源卫星数据接收需要。同时，在省气象局建设卫星数据应用中心，软件部分针对SMART在陕西省的本地化应用进行深度改造，对目前的应用分析、支撑发布平台将按照陕西省市业务需求进行整合，在天气领域利用FY3微波传感器提供多种对流天气参数、在气候领域提供长时间序列卫星数据的统计分析滤波、FY3在环境领域增加霾污染事件监测、气溶胶光学特性反演、PM10、PM2.5反演、大气质量评价等功能。另据，通过此项目的实施将大大提升陕西省市两级卫星遥感业务服务能力，对全省遥感业务、科研提供充足的数据和工具支持，同时也标志着陕西省气象部门卫星遥感业务现代化取得重要进展。

2017年11月15日2时35分，中国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将“风云三号Ｄ”气象卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。 2021年7月5日7时28分，长征四号丙运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，把风云三号E星送入预定轨道。风云三号E星是风云卫星家族中的首颗黎明轨道气象卫星（也称晨昏轨道卫星），同时也是全球第一个在黎明轨道实现业务运行的太阳同步气象卫星，入轨定点后，风云三号E星将与在轨的风云三号C星、D星组网，形成“黎明、上午、下午”三星组网的运行格局，实现全球观测资料的100%覆盖。

2022年6月，风云三号E星、风云四号B星及其地面应用系统已于6月1日转入业务试运行，开始为全球用户提供观测数据和应用服务。 2023年4月16日，中国首颗低轨道倾角轨道降水测量卫星——风云三号G星，搭乘长征四号乙遥五十一运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射。这是继美国、日本联合发射专用降水测量卫星之后国际上第三颗发射的主动降水测量卫星，全球降水星家族首添“中国造”。自此，中国成为全球唯一同时业务运行晨昏、上午、下午和倾斜四条近地轨道气象卫星的国家。 2023年8月3日11时47分，中国在酒泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭，成功将风云三号06星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。 2025年9月27日3时28分，中国在酒泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭，成功将风云三号H星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。

卫星组成

风云三号气象卫星作为中国第二代极轨气象卫星，共搭载了 4种类型（光学仪器、大气探测仪器、微波成像仪器和大气成分仪器）共10种探测仪器。主要的探测仪器有可见光、红外扫描辐射计、红外分光计、微波辐射计、中分辨率光谱成像仪、微波成像仪、紫外臭氧探测器、地球辐射收支探测器等，可实现全球、全天候、多光谱、三维、定量探测，获取全球多种大气、海表和陆地表面特性参数。

卫星状态

技术参数

风云三号卫星是中国新一代太阳同步轨道气象卫星。其质量为2298.5 千克，采用三轴稳定姿态控制方式。它是瞄准国际先进技术水平而设计的卫星，技术含量高、系统复杂、研制难度大，是中国投资较大、功能较强的对地观测卫星。风云三号卫星装载了扫描辐射计、红外分光计、微波温度计、微波湿度计、中分辨率光谱成像仪、微波成像仪、紫外臭氧总量探测仪、紫外臭氧垂直探测仪、地球辐射探测仪、太阳辐射监测仪和空间环境监测仪等11台有效载荷。

以上内容来自参考资料：

探测仪器

风云三号01批星是瞄准国际先进技术水平而设计的卫星，技术含量高、系统复杂、研制难度大，是中国当时投资较大、功能最强的对地观测卫星。风云三号02批卫星充分继承了A/B星的成熟技术，核心遥感仪器技术状态在原有基础上进一步提升性能，实现了高时效的全球中高分辨率光学成像观测能力。风云三号03批卫星在确保极轨气象卫星全球成像和大气垂直探测观测业务的基础上，侧重数值天气预报的应用目标，对天气会商、热带气旋和其它极端气象灾害预警、气候监测、太阳和空间天气观测具有独特优势。

数据传输

风云三号气象卫星数据传输采用3个信道。第一个是L波段实时数据（HRPT）传输信道，1698~1710MHz，码速率为4.2Mbps（RS编码后），作除中分辨率光谱成像仪以外的所有探测数据的实时传输，全球范围内发送。第二个是X波段实时数据（MPT）传输信道，7750~7850MHz，码速率为18.7Mbps（RS编码后），进行中分辨率光谱成像仪数据的实时传输。第三个是X波段延时数据（DPT）传输信道，8025～8400MHz，码速率为93Mbps（RS编码后），进行星上存储延时回放数据的传输。

在数据传输中，格式标准为CCSDS推荐的AOS标准，与美国和欧洲的下一代气象卫星的数传数据格式一致。星上存储回放的数据分为两类，一类为全球覆盖，每天有白天和夜晚两个时次，此类资料有除中分辨率成像光谱仪外所有探测器原分辨率的资料，包含扫描辐射计10通道1.1公里分辨率原始数据。另一类数据是地球任选地区的中分辨率光谱成像仪局地资料。

星载遥感器

FY-3（1批）气象卫星载有8种遥感器，各有其独特的作用，同时又能相互补充。

可见光红外扫描辐射计

这一遥感器是由FY-1继承下来的，仍具有10个通道，但对1个通道的光谱范围作了调整，即将0.94μm通道调整为1.325～1.395μm。无论在FY-3还是在 NOAA卫星中，扫描辐射计都是一个最重要的基本的探测器，用它的资料可生成各种云图、云参数、海面温度、植被指数、射出长波辐射、积雪、海冰、气溶胶、地面反照率等一系列产品，还可进行多种自然灾害和生态环境监测。然而，NOAA卫星的扫描辐射计AVH RR只有5个通道，对于卷云和云的相态的判识、积雪和低云的判识等都有一定的困难，而这些参数对于天气预报、气候预测和军事气象等方面又是非常重要的，FY-1C/D和FY-3所增加的5个通道将主要用于这一方面问题的解决，同时可用于全球海洋水色监测。在可见光和近红外波段，积雪和低云的反射率都很高，而其热红外通道的表面亮温值也相差不大，因而很难区别。然而1.55～1.64μm通道对于积雪的反射率却很低，用其很容易将积雪和低云区别。增加这一通道还有利于卷云判识和土壤温度的监测。

1.325～1.395μm通道处于水汽吸收带，在此通道水云的反射率大大降低，而冰云的反射率较高，这与1.55～1.64μm通道的状况恰恰相反，因而对比此二通道反射率可进行卷云的判识，这是在FY-3中安排的一个新的通道。

红外分光计和微波辐射计

FY-3上的红外分光计和微波温度探测辐射计与 NOAA卫星上的红外分光计HIRS和微波辐射计MSU在性能上很接近，主要用于探测大气温度和湿度廓线，还可以用以反演射出长波辐射、臭氧总含量、云量、云顶温度和高度、洋面温度、陆地表面温度、冰雪覆盖和降水率等。

NOAA卫星的HIRS有20个通道，FY-3的红外分光计有26个通道，性能大体一致，所增加的6个通道中有5个通道中波长位于0.885μm、0.94μm、1.24μm、和1.64μm，可增强云相态、积雪、低层水汽、植被指数、气溶胶的探测能力，还有一通道位于4.19μm，在CO2 吸收带，用于测量大气CO2含量。FY-3的微波温度探测辐射计有4个通道，性能与 NOAA卫星中的MSU大体一致。FY-3中的微波湿度探测辐射计属于新一代的微波遥感器，性能与NOAA-15中首次装载的微波湿度计（AMSU-B）大体相当，技术先进，将大大增强水汽、云水含量和降水的探测能力，特别是将空间分辨率提高到15km左右，将能有效对台风、暴雨等强对流天气进行监测。

臭氧和地球辐射收支探测器

FY-3上的臭氧和地球辐射收支探测器与美国NOAA卫星等上的同类仪器在性能上基本相同，只是根据中国技术条件作了一些适应性修改。FY-3该组探测器共有4个，可同时探测臭氧含量的垂直分布和总量的空间分布，探测太阳辐射和宽窄两种视场的地球辐射，因而对这两个重要气象参数的探测功能是很完整的。

微波成像仪

NOAA卫星中没有装载微波成像仪，而美国国防气象卫星（DMSP）1987年起载有微波成像仪SSM/I，它在19.35、37.0、85.5GHz具有双极化通道，在22.235GHz具有垂直极化通道。通过这些通道探测大气和地球表面放射和反射的微波辐射，可反演出洋面风速、洋面温度、土壤湿度、云中液态水含量、降水强度、水汽含量、海冰和积雪等气象和地球物理学参数。FY-3的微波成像仪的性能与SSM/I比较接近，都是采用圆锥扫描，地面分辨率略高于SSM/I，主要区别是增加了10.65和150GHz双极化通道（150GHz为试验通道），因此增强了洋面风速、土壤湿度、洋面温度、降水等的探测能力。

中分辨率成像光谱仪

中分辨率成像光谱仪是新的一代气象和地球环境探测卫星中的一种主要遥感器，具有非常先进的技术，它在可见光、近红外、短波红外和热红外波段设几十个通道，光谱分辨率大大提高，具有云、地表、海表和大气多种参数的综合探测能力。典型仪器是美国EOS中装载的MODIS，它具有36个通道。在可见光至短波红外波段有20个通道，其中两个通道星下点分辨率具有250m，其中心波长与 NOAA卫星中AVHRR的第1、2通道相当，另有5个通道星下点分辨率为500m，因而大大提高了对自然灾害和生态环境的监测能力；在星下点分辨率1000m的通道中，有9个海洋水色通道，具有美国专用的海洋水色卫星中海洋水色探测仪Seaw ifs同样的探测能力，它还有3个低层水汽探测通道，利用0.94μm水汽吸收带对太阳光的吸收探测大气低层水汽，此外还有1个中心波长在1.375μm的卷云探测通道。在热红外波段有16个通道主要用于陆地和海表温度、云参数、大气温湿廓线、臭氧含量等的探测，具有 NOAA卫星中扫描辐射计红外通道的探测能力，同时还具有红外分光计H IRS的一定的探测能力，然而却将其空间分辨率由17km提高到1km。

FY-3（01批）的中分辨率成像光谱仪具有20个通道，其中19个处于可见光、近红外和短波红外波段，其通道的设置基本上与EOS中的MODIS一致，所不同的是减掉了1.240、1.375μm两个通道，原因是前者探测器灵敏度太低，后者因为在扫描辐射计中已具有此通道，同时增加了一个0.94μm水汽吸收带通道。然而在热红外光谱区，MODIS的16个通道所具有的性能中国技术水平还难于达到，因此留在FY-3的02批卫星中再补上这一光谱区的通道，即分阶段实现。为了使FY-3现在的中分辨率成像光谱仪加强对地表特性的监测能力，我们将250m空间分辨率的通道增加到5个，其中包含一个10.5～12.5μm热红外窗区通道，这也是一个特色。FY-3中分辨率成像光谱仪与MODIS还有一个差别是扫描范围较大，具有±55.4°，和扫描辐射计一致。

卫星特点

风云三号气象卫星是中国搭载遥感探测仪器最多的一颗对地遥感卫星，卫星创新性地采用了先进的综合对地观测卫星总体技术、高可靠卫星姿态控制技术、先进的定量遥感技术、天地一体化的数据采集工具与预处理技术、全球三维大气高精度定量反演技术、数值天气预报卫星资料同化应用技术和地球气候系统卫星信息提取及应用等七项新技术，其整体探测能力和应用水平达到当今国际先进水平，具有以下优势特点：

技术突破：相比于第一代极轨气象卫星，“风云三号”较明显的突破在于它实现了从二维遥感成像到三维综合大气探测，风云三号气象卫星属中国第二代极轨气象卫星系列，在遥感能力上实现了从单一遥感成像到地球环境综合探测、从光学遥感到微波遥感、从公里级分辨率到百米级分辨率、从中国国内接收到极地接收的四大技术突破。风云三号卫星上携带有先进的微波探测仪器和红外垂直探测仪，不仅可以了解云和大气的表面特性，而且可以了解大气温度、湿度的垂直结构分布，能监测到臭氧、气溶胶光学厚度等数据。

星载有效载荷数量第一：风云三号气象卫星采用新型卫星平台，装载着11台高性能的有效载荷探测仪器，在中国国内卫星上是首次。

单机活动部件数量第一：风云三号气象卫星的20台单机有活动部件35个，是中国国内卫星活动部件最多的。

气象卫星观测功能第一：风云三号气象卫星的遥感仪器观测谱段从真空紫外线、紫外线、可见光线、红外线一直到微波频段样样齐全，既有光学遥感，又有微波遥感，能实现全天候、全天时、多光谱、三维、定量探测，与欧美新一代气象卫星处于同一发展水平。

主要任务

风云三号气象卫星承担着四项任务：为天气预报，特别是为中期数值天气预报提供全球的大气温、湿廓线以及云、地表辐射等气象参数；监测大范围气象及其衍生自然灾害和生态环境变化；监测全球环境变化，为研究全球气候变化规律，气候诊断和预测提供地球物理学参数；为航空、航海、农业、林业、海洋、水文等国民经济多领域提供全球及区域的气象信息。

搭载火箭

应用领域

风云三号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。

影响意义

风云三号气象卫星研制成功使中国在极轨气象卫星领域更进一步缩小与美国、欧洲等发达国家的差距，接近或赶上其发展水平，增强中国参与国际合作和国际竞争的能力。

在突破了卫星紫外光谱定标技术、克服仪器观测对扫描角的依赖性后，“风云三号” 臭氧产品的定量精度已达国际先进水平，被世界气象组织（WMO）接纳作为全球臭氧公报的主要卫星数据来源，每天通过WMO下属数据网站向全球用户提供信息。“风云三号”A 星、B星、C星的微波仪器数据精度得到了持续提升，已与欧美先进国家相当。

应用实例

2008年，奥运会帆船比赛开始之前，青岛市海域发生比较严重的浒苔现象。“风云三号”A星快速捕捉到这一情况，同时还发现浒苔是从东海沿着洋流向北漂到青岛近海海域的。决策部门根据气象部门提供的浒苔漂流路径信息，及时采取措施，比赛得以顺利进行。

2014年，“风云三号”C星正式列为中方宪章值班卫星，为国际减灾活动提供了更多的数据支撑。当年1月，在“雪龙”号救援过程中，“风云三号”每天监测南极洲天气及海冰情况，为救援工作提供了多项数据支持与决策服务。

2017年8月，针对第13号台风天鸽，国家卫星气象中心利用“风云三号”微波湿度计等相关产品对台风发展、强度变化、移动路径进行综合监测分析。8月8日21时19分，四川省九寨沟县发生7.0级地震。国家卫星气象中心立刻启动应急卫星遥感数据服务响应，在当晚12时，将“风云三号”卫星过境数据及时传向四川省气象局。2017年汛期，大西洋飓风接二连三，“哈维”“厄玛”等“组团”肆虐，多米尼加共和国应急减灾部门为了应对飓风“厄玛” ，启动空间与重大灾害国际宪章（CHARTER）机制，国家卫星气象中心第一时间提供了“风云三号”卫星数据，同时还运用了多源卫星遥感技术，通过分析“风云三号”卫星数据以及三维大气分析产品等资料，对飓风的强度变化以及登陆后造成的洪灾和内涝进行全方位、多角度的综合监测分析。