風雲一號B星

風雲一號B星（英文：Feng Yun 1B，代號：FY-1B），是中國研製發射的第一代極地軌道氣象衛星的第二顆試驗型氣象衛星。

風雲一號B星是在風雲一號A星基礎上研製的，衛星為1.4×1.4×1.2米的六面體，對稱安裝6塊太陽帆板，衛星總長度為8.6米，星重750千克，三軸定向穩定，衛星軌道高度為900千米，傾角99°，運行周期102.86分鐘，每天衛星繞地球14圈。

在20世紀60年代，中國就著手進行發展極軌氣象衛星的準備工作。1970年周恩來總理指出要搞中國自己的氣象衛星，並親自布置了相關任務，從此開始了中國第一代極軌氣象衛星風雲一號（FY-1）的研製和發展工作。風雲一號B星於1990年9月3日發射。但是僅正常運行165天后失控退役。

基本介紹

• 中文名：風雲一號B星
• 外文名：Feng Yun 1B（FY-1B） 
• 軌道高度：863公里
• 軌道傾角：98.79º
• 軌道偏心率：0.00188
• 軌道周期：102.332分鐘
• 軌道回歸周期：10.61天
• 軌道降交點：08：34（1999年7月4日）
• 衛星平均功率：229瓦
• 星體尺寸：1.42米×1.42米×1.20米柱型六面體
• 星下點解析度：1.1千米
• 對地掃描角：±55.4º

研製歷程

歷史背景

1960年，美國發射了第一顆氣象衛星，證明了可以利用衛星觀測雲雨變化。

1969年1月29日，中國受強冷空氣侵襲，華東、中南廣大地區有線通信全部阻斷。時任國務院總理周恩來在聽取災害的匯報並接見中央氣象局（中國氣象局原名）等單位的代表時指示，“一定要採取措施，改變落後面貌，應該搞我們自己的氣象衛星。在我們的衛星沒有出來以前，要想辦法接收外國衛星傳遞的氣象情報。”製作天氣預報，需要全球氣象觀測資料。海洋占地球表面面積70%以上，再加上高山、沙漠等罕見地區，地面觀測都相當困難。

1970年2月，周總理親自批准下達了研製氣象衛星的任務。

1972年3月，氣象衛星研製被正式納入國家計畫。

自20世紀70年代起，中國就已具備接收國外衛星雲圖的能力。但只能接收圖像，並未定量處理，無法挖掘原始數據或推算出各種氣象要素，沒有充分開發其利用價值。

1978年，黨的十一屆三中全會召開，中國氣象衛星事業發展加快。氣象部門引進了氣象衛星資料處理軟體，從20世紀70年代末到80年代初，在運算速度不及如今個人電腦百分之一的“大型機”上，國家衛星氣象中心團隊下苦功夫，熟練掌握了衛星資料定量處理技能。

世界氣象衛星示意圖

研發進程

1970年2月16日，中國研製氣象衛星的任務下達到剛剛組建的上海航天基地。氣象衛星的研製是一項大型的、複雜的系統工程，而實現從無到有的突破更是如此。

人民日報發布風雲一號A衛星發射成功訊息

1977年，國防科工委在上海召開氣象衛星大總體方案論證會，會議正式上報中國第一顆太陽同步軌道氣象衛星命名為“風雲一號”，從此開啟了中國風雲氣象衛星研製。

1977年11月，中國第一顆氣象衛星“風雲一號”真正進入工程研製軌道。

1985年，得益於聯合國開發計畫署對開發中國家的NOAA衛星資料套用援助項目，國家衛星氣象中心業務人員自主開發了一套完整的衛星資料處理系統，為風雲一號地面系統的研發奠定了堅實基礎。在風雲一號發射前半年，包含14個軟體包、40萬條程式的風雲一號地面資料接收處理系統正式開發完成，達到當時的國際先進水平。

軟體日益進步的同時，硬體也在全速構建，自1974年起，國家衛星氣象中心開始組織衛星資料接收處理系統的可行性研究，經過兩年選址、8年建設，北京、廣州、烏魯木齊三地氣象衛星地面站拔地而起。

1987年12月26日，風雲一號氣象衛星資料接收處理系統通過國家驗收。

1988年6月25日，在上海航天技術研究院，風雲一號A星通過評審出廠，運往發射基地。

1989年1月，由上海航天技術研究院氣象衛星工程總設計師任新民主持，召開衛星首次飛行試驗技術總結會。根據風雲一號A星飛行試驗出現的5個技術故障和2個問題，並對造成衛星翻滾和輻射計紅外探測通道接通後信號幅度迅速衰減2個致命故障進行詳細分析，提出第二顆氣象衛星技術方案和狀態修改意見。第二顆星（即風雲一號B星）增加衛星姿態控制備份系統、電源系統備份調壓器和切換裝置以及數據收集系統等總計25個單機和部件，並對總體布局作相應的調整。修改方案經衛星工程總設計師批准進行全面實施。

1990年4月，風雲一號Ｂ星在單機和系統驗收合格交付後進行總裝。之後，完成各項測試、試驗和評審，表明衛星工作穩定可靠；6月底，國防科工委和航空航天部批准衛星出廠；7月1日，衛星運抵山西太原衛星發射中心。經技術陣地測試和發射陣地總測試檢查合格。

風雲一號B星做磁測試

系統組成

總體設計

風雲一號B星是中國第一代準極地太陽同步軌道氣象衛星，是中國的極軌氣象衛星系列第二顆試驗衛星。

風雲一號B星衛星本體是1.4×1.4×1.2米的六面體，星體外側對稱安裝6塊太陽帆板，衛星總長度為8.6米，星重750千克，三軸定向穩定，衛星高900千米，傾角99°，周期102.86分鐘，每天衛星繞地球為14圈。

風雲一號B星上裝載的遙感器，成像性能良好，獲取的試驗數據和運行經驗為後續衛星的研製和管理提供了有意義的數據。衛星的主要遙感器是甚高解析度可見光-紅外掃瞄器，通道數5個，解析度為1100米。衛星獲取的遙感數據主要用於天氣預報和植被、冰雪覆蓋、洪水、森林火災等環境監測。

風雲一號衛星外形示意圖

運載火箭

風雲一號B星是由長征四號運載火箭發射升空。長征四號運載火箭 （LM-4）於1982年開始可行性研究，1983年開始工程研製。最初，長征四號運載火箭是發射中國通信衛星的長征三號運載火箭 （LM-3） 的備份火箭。在長征三號運載火箭成功發射東方紅通信衛星後，長征四號運載火箭的主要任務轉變為發射太陽同步軌道氣象衛星。

長征四號火箭全長41.901米，芯級最大直徑3.35米，起飛質量248.9噸，起飛推力約300噸。運載能力為太陽同步軌道時1500千克。

設計參數

運行動態

發射入軌

1990年9月3日，風雲一號B星用長征四號火箭發射升空並進入預定軌道。

在軌運行

風雲一號B星的姿控系統的可靠性有待進一步改進。衛星正常運行165天后，由於星載計算機突發故障造成姿態失控，後經搶救恢復正常工作。但星載計算機受到空間環境的影響，工作不穩定，衛星斷續工作至1991年11月份，在軌累計正常運行285天，沒有達到設計壽命要求。

1991年11月，風雲一號B星停止數據接收和產品處理。

衛星搶救

1991年2月14日，風雲一號B星在900千米高度的軌道上運行，經過地球極區和南大西洋上空的帶電粒子密集區時，因受空間高能粒子轟擊，星上計算機工作紊亂，衛星姿態失控。若不及時搶救，曾向地面源源不斷發送高質量氣象雲圖資料的衛星將會變成一顆“死星”，落成太空多餘物。風雲衛星研製團隊付出75天艱苦努力，1991年5月2日，重新實現衛星捕獲。

事後，風雲一號氣象衛星總設計師孟執中帶領設計師徹底梳理A星和B星的問題，總結彙編成四冊：《衛星總體與分系統部分》、《衛星子系統與整機部分》、《衛星評價與套用》和《衛星故障分析與對策》。為後續衛星可靠性設計和排故提供了很好的借鑑和參考。

風雲一號衛星進行模態試驗

任務載荷

風雲一號B星僅搭載了一個儀器：MVISR（多通道可見光和紅外掃描輻射計）、MISR由SITP（上海技術物理研究所）開發和建造。

FY-1B MVISR儀器波長分布

載荷目標是：

獲取全球可見光和紅外雲圖像以進行天氣預報

拍攝陸地表面圖像，以監測作物，植被，積雪覆蓋，洪水等。

測量海面溫度（SST）

進行海洋顏色試驗以檢索葉綠素分布（第3和第4波段）。

波段分布（見附圖）

MVISR是一款五通道光學機械掃瞄器，工作速度為360rpm。其在HRPT模式下為1.1千米的空間解析度，在APT模式下為4千米解析度，掃描寬幅為 2860千米。

長征四號運載火箭發射風雲一號B衛星

技術創新

觀測載荷

風雲一號B星星載5通道可見光、紅外掃描輻射計的性能和衛星的主要功能，與美國第三代極軌氣象衛星相當，接近業務套用水平。

由於採取防污染設計和防污染技術措施，衛星可見光通道圖像質量良好，信噪比高於設計要求。其地面收到的可見光雲圖質量比第一顆氣象衛星清晰，紅外圖像質量良好，提高了中國天氣預報的時效性、準確性以及監測災害性天氣的能力。

風雲一號B星的衛星結構上的顯著特點之一是採用了長壽命的三軸姿態控制系統，使衛星上的兩台可見光和紅外掃描輻射儀（掃描寬度可達3000千米）能始終對準地球，對地指向精度小於1.0度，星下點解析度達1.1千米。

姿控系統

風雲一號B星姿態控制系統比風雲一號A星有明顯改善；星上裝載的遙感器，成像性能良好，獲取的試驗數據和運行經驗為後續衛星的研製和管理提供了有意義的數據。風雲一號B星在硬體和軟體設計上採用了多種技術手段，使姿態控制系統的可靠性有了明顯提高；採取一系列防污染設計的措施，解決掃描輻射計紅外通道受水汽污染問題，改造了發射場的測試環境，同時增加了輻射致冷器二級冷塊加熱去污措施。

圖像傳輸

風雲一號B星的數傳方式為：HRPT的碼速率為0.6654Mbps，工作頻率為1670-1710MHz，信息格式與NOAA衛星基本相同；高解析度圖像傳輸（APT）和DPT為模擬信號。

風雲一號B衛星第一幅彩色合成圖像

所獲榮譽

風雲一號衛星共榮獲國家各類科技進步獎30多項，風雲一號C星榮獲2001年國防科技工業武器裝備型號研製集體銀獎和2001年度國家科技進步一等獎。

1992年，風雲一號B 星的搶救技術飛輪磁控制系統方案，獲得了航空航天工業部科技成果一等獎。

1993年，風雲一號B 星的搶救技術飛輪磁控制系統方案，又獲國家重大科技成果二等獎。

總體評價

風雲一號B星在A星的基礎上進行了設計改進，其可見光、紅外雲圖質量較A星有較高幅度的提升，達到當時國際同類衛星水平。風雲一號B星中國第一代太陽同步軌道氣象衛星, 主要用於獲取全球氣象雲圖和海洋資料，可獲取晝夜可見光、紅外雲圖，冰雪覆蓋、植被、海洋水色、海面溫度等，為中長期天氣預報、氣象和海洋科學研究、氣候預測提供必要的基本資料，並可在災害監測、環境遙感中發揮巨大作用。該衛星首次實現了中國氣象、海洋和空間環境的綜合探測套用，開創了中國航天事業的新紀元。（上海航天技術研究院 評）

風雲一號B星的衛星的結構、軌道和功能，與風雲一號A星基本相近。當衛星飛臨中國上空時，烏魯木齊氣象衛星地面站一馬當先，向北京傳送了第一幅反映前蘇聯亞洲地區的衛星雲圖資料，使從電視天氣預報節目中看到不僅有可見光雲圖，又新添了紅外雲圖，雲層、湖泊、河流和山巒清晰可辨，完全可與先進國家的衛星雲圖相媲美。（央視網 評）

風雲一號全球多軌拼圖