衛(wèi)星海洋學(xué)課件

緒論（Introduction）

§1.1

衛(wèi)星海洋遙感的應(yīng)用（ApplicationsofSatellite-OceanicRemoteSensing）

衛(wèi)星遙感為海洋科學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、氣象科學(xué)、物理科學(xué)、地理科學(xué)、電子工程和光學(xué)等學(xué)科提供了廣闊的應(yīng)用和發(fā)展空間。衛(wèi)星海洋學(xué)（satelliteoceanography）是隨著人造地球衛(wèi)星的誕生而發(fā)展起來的海洋科學(xué)的新分支，它包括兩個方面的研究，即遙感的海洋學(xué)解釋和遙感的海洋學(xué)應(yīng)用。遙感的海洋學(xué)解釋涉及到對各種海洋環(huán)境參量的反演機(jī)制和信息提取方法研究;遙感的海洋學(xué)應(yīng)用涉及到各個具體研究領(lǐng)域的目標(biāo)和研究手段。衛(wèi)星在遙遠(yuǎn)距離通過放置在某一平臺上的傳感器對大氣或者海洋以電磁波探測方式獲取大氣或者海洋的有關(guān)信息，這個過程稱為遙感。海面反射、散射或自發(fā)輻射的各個波段的電磁波攜帶著海表面溫度、海平面高度、海表面粗糙度以及海水所含各種物質(zhì)濃度的信息。傳感器能夠測量在各個不同波段的海面反射、散射或自發(fā)輻射的電磁波能量，通過對攜帶信息的電磁波能量的分析，人們可以反演某些海洋物理量。傳感器的遙感精度隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展在不斷地提高，目前正在接近、達(dá)到甚至超過現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)的精度。海洋表面是一個非常重要的界面。海洋與大氣的能量及其它交換過程都是通過這個界面進(jìn)行的；海洋內(nèi)部的變化也會部分地透過這一表面表現(xiàn)出來。運(yùn)用計(jì)算機(jī)三維數(shù)值模擬和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)同化技術(shù)，人們就可以通過獲得的海洋表面遙感信息，了解海洋內(nèi)部的海洋學(xué)特征和物理變化過程因?yàn)檫b感監(jiān)測在海面的空間分辨率與波長成正比，所以接收波長較短的可見光與紅外電磁波的傳感器獲得的遙感圖像具有更好的空間分辨率。雖然云的覆蓋阻擋了可見光波段電磁波的透過，但是能夠穿透云層的微波遙感彌補(bǔ)了不足?？傊?，可見光和紅外遙感提供了人們對較高的空間分辨率監(jiān)測的需求，微波遙感滿足了人們對全天候監(jiān)測的愿望。目前，運(yùn)用衛(wèi)星、航天飛機(jī)和普通飛機(jī)遙感技術(shù)，人們實(shí)現(xiàn)了對海表面溫度（seasurfacetemperature）、海表面鹽度（seasurface

salinity）、海平面異常（sealevelanomaly）、海流（oceancurrent）、海表面風(fēng)（seasurfacewind）、海浪（seawaves）、海洋內(nèi)波（oceaninternalwaves）、懸浮物濃度（suspendedmatterconcentration）、葉綠素濃度（chlorophyll

concentration）、色素濃度（pigmentconcentration）水色（oceancolor）等多種海洋要素的監(jiān)測，以及大氣剖面溫度和濕度（atmosphereprofiletemperatureandhumidity）、垂程水汽含量（verticalwatervaporcolumnthickness）、可降雨量（totalcolumnprecipitablewatervapor）、氣溶膠光學(xué)厚度（aerosolopticalthickness）等許多大氣要素的監(jiān)測。因?yàn)槟軌颢@取長時間、大范圍、近實(shí)時和近同步監(jiān)測資料，衛(wèi)星遙感在海洋監(jiān)測和研究中正在發(fā)揮越來越大的作用。然而，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)并不能完全取代傳統(tǒng)的海洋學(xué)觀測。例如，海洋內(nèi)部垂直斷面的測量必須依靠浮標(biāo)或其他傳統(tǒng)海洋學(xué)觀測技術(shù)。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)海洋學(xué)現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)是互補(bǔ)的關(guān)系。利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，浮標(biāo)數(shù)據(jù)和許多其他現(xiàn)場海洋學(xué)觀測數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)近實(shí)時獲取。通過衛(wèi)星遙感手段達(dá)到對全球范圍的海洋進(jìn)行實(shí)時、全方位和立體監(jiān)測，能夠獲得穩(wěn)定可靠的多種長期觀測資料。海洋觀測資料是人類開發(fā)、利用和保護(hù)海洋的重要基礎(chǔ)。衛(wèi)星遙感技術(shù)作為獲取海洋觀測資料的重要手段，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。圖1-1：2001年全球海表面溫度（SST：SeaSurfaceTemperature）年平均等溫線圖1-1是我們利用美國NOAA國家海洋資料中心提供的衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作的2001年全球海洋的年平均海表面溫度（SST：SeaSurfaceTemperature）的等溫線圖像；圖中色標(biāo)（colourbar）的單位是℃（攝氏度）。該圖清晰顯示了西太平洋赤道暖水區(qū)的范圍和溫度大小。西太平洋赤道暖水區(qū)向大氣輸運(yùn)的熱通量對于全球海洋大氣熱循環(huán)有舉足輕重的影響，它的范圍和溫度變化與厄爾尼諾（ElNi?o）事件有密切關(guān)聯(lián)，因而是科學(xué)家監(jiān)測的重要目標(biāo)。圖1-2：1998年1月的月平均海表面異常（SLA：SeaSurfaceAnomaly）圖像圖1-2是我們利用美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（/pub/）提供的TOPEX/POSEIDON衛(wèi)星高度計(jì)觀測資料制作的1998年1月的月平均全球海表面異常（SLA：SeaSurfaceAnomaly）圖像；圖中色標(biāo)（colourbar）的單位是cm。該圖清晰顯示了西太平洋赤道暖水區(qū)海平面的降低和赤道東太平洋海平面的增高。這是西太平洋赤道暖水區(qū)的海水沿赤道向東倒流的結(jié)果，屬于在厄爾尼諾（ElNi?o）事件中發(fā)生的典型現(xiàn)象。圖1-3：指定海域海表面高度（SSH）異常與南方濤動指數(shù)的關(guān)系（引自ftp://hocus.geo.tudelft.nl/pub/remko/ers/enso/gif/nino3.pdf）使用衛(wèi)星遙感的多年時間序列資料，能夠更加深入細(xì)致地研究海洋。圖1-3顯示了荷蘭Delft理工大學(xué)使用ERS-1/2衛(wèi)星的高度計(jì)資料獲得的多年時間序列。通過對該圖的分析他們發(fā)現(xiàn)，赤道太平洋敏感區(qū)的海表面高度（SSH）異常與海表面溫度（SST）異常以及南方濤動指數(shù)（SOI:SouthernOscillationIndex）有著很好的相關(guān)關(guān)系。具體地講，赤道太平洋的SSH異常與SST異常都與SOI有負(fù)相關(guān)，即與–SOI有正相關(guān)。

南方濤動指數(shù)（SOI）被定義為位于南太平洋的塔希提島海平面氣壓異常與位于東印度洋的達(dá)爾文港海平面氣壓異常的差值。

美國大氣研究高校協(xié)會UCAR（UniversityCorporationforAtmosphericResearch）氣候和全球動力學(xué)部（ClimateandGlobalDynamicsdivision）（/cas/catalog/climind/soiAnnual.html）和美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心NCEP（NationalCentersforEnvironmentalPrediction）在網(wǎng)上向讀者提供自1866年以來逐月的南方濤動指數(shù)（SOI）數(shù)據(jù)、以及塔希提島和達(dá)爾文港海平面氣壓（SLP：SeaLevelPressure）異常數(shù)據(jù)。這里請注意他們在計(jì)算SOI時采用了不同的公式。華盛頓大學(xué)網(wǎng)（/pacs/additional_analyses/soi.html）的介紹是：TheNationalCentersforEnvironmentalPrediction(NCEP)ClimatePredictionCentercalculatestheSOIfromTahitiandDarwinSea-LevelPressure(SLP)asfollowswhereT&DareanomaliesofTahitiandDarwinSLPthathavebeennormalizedbythestandarddeviationofthemonthlyvaluesoftherespectiveindexforallmonthscombinedfortheyears1951to1980;SDisthestandarddeviationofthenumeratorforallmonthscombinedfortheyears1951to1980.TheTahitiandDarwintimeseriescanbeobtainedfromthe/pacs/additional_analyses/soi.html.

一般地認(rèn)為，靠近秘魯?shù)臇|赤道太平洋海域的海表面溫度（SST）異常是厄爾尼諾（ElNi?o）事件的直接指示；南方濤動指數(shù)（SOI）是厄爾尼諾（ElNi?o）事件的間接指示。

SOI的下降（或者–SOI的上升）預(yù)示著厄爾尼諾（ElNi?o）事件的可能發(fā)生。SOI的上升（或者–SOI的下降）預(yù)示著拉尼娜（LaNi?a）事件的可能發(fā)生。在圖1-3中，–SOIindex（Pressure）代表南方濤動指數(shù)的相反值，Nino1+2代表赤道東太平洋10度方區(qū)（0-10S,80W-90W）。Nino1+2index（SST）代表Nino1和Nino2區(qū)域的海表面溫度異常，Nino1+2Aindex(SSH)代表對應(yīng)海域的海表面高度異常。為了在相同幅度的變化范圍進(jìn)行比較，三組時間序列的數(shù)據(jù)都通過除以各自的標(biāo)準(zhǔn)差被標(biāo)準(zhǔn)化了。荷蘭Delft理工大學(xué)的研究人員還使用Nino3（5°S-5°N,90°W-150°W）、Nino3+4（5°S-5°N,120°W-170°W）和Nino4（5°S-5°N,160°E-150°W）的海表面溫度異常和海表面高度異常與南方濤動指數(shù)進(jìn)行了比較。此外，美國德克薩斯大學(xué)的研究還證實(shí)，TOPEX/POSEIDON衛(wèi)星高度計(jì)觀測的西太平洋海平面異常是非常準(zhǔn)確的，其精度相當(dāng)于在熱帶海洋和全球大氣計(jì)劃/熱帶大氣海洋計(jì)劃（TOGA/TAO）中布放的浮標(biāo)測量。

許多機(jī)構(gòu)設(shè)立了關(guān)于厄爾尼諾（ElNi?o）現(xiàn)象研究的網(wǎng)頁。例如美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL/NASA）的網(wǎng)頁/

對ElNi?o、LaNi?a和ENSO做出如下解釋：ElNi?oIsaphenomenonreferringwarm-waterconditionsoffthewesterntropicalcoastsoftheAmericas,occurringirregularlybutusuallyaroundChristmastime,causedbyweakeningtradewindsandcausingdepletedfisheries,heavier-than-normalraininthecentralandeasternPacific,anddroughtinthewesternPacific.ENSO（ElNi?o,SouthernOscillation）Isaphenomenonreferringaninterannualseesawintropicalsea-levelpressurebetweentheeasternandwesternhemispheres.DuringElNi?o,unusuallyhighatmosphericsea-levelpressuresdevelopinthewesterntropicalPacificandIndianOceanregions,andunusuallylowsea-levelpressuresdevelopinthesoutheasterntropicalPacific.SotendenciesforunusuallylowpressureswestofthedatelineandhighpressureseastofthedatelinehavealsobeenlinkedtoperiodsofanomalouslycoldequatorialPacificsea-surfacetemperaturessometimesreferredtoasLaNi?a.LaNi?aIsaphenomenonreferringcold-waterconditionsoffthewesterntropicalcoastsoftheAmericas,occurringirregularlyandoccasionallyfollowingElNi?oconditions,causedbystiffeningtradewindsandregeneratedfisheries,droughtinthecentralandeasternPacific,andraininthewesternPacific.我國“天氣在線”網(wǎng)站/

對ElNi?o和ENSO做出了更詳細(xì)的解釋：厄爾尼諾（ElNi?o）現(xiàn)象通常指太平洋海溫異常升高，引起全球氣候異常并造成魚類大量死亡的現(xiàn)象。在一般情況下，熱帶西太平洋的表層水溫較高，而東太平洋的海溫較低。這種東、西太平洋之間海表面溫度梯度變化和信風(fēng)一起，構(gòu)成了海洋

-大氣耦合系統(tǒng)的準(zhǔn)平衡態(tài)。每隔2－8年，這種準(zhǔn)平衡態(tài)就要被打破一次，西太平洋的暖氣流伴隨雷暴東移，使得整個熱帶太平洋水域的水溫變暖，氣候出現(xiàn)異常，其持續(xù)時間為一年或更長時間。厄爾尼諾（ElNi?o）在西班牙語中的意思是“圣嬰”（thechild）。該現(xiàn)象首先發(fā)生在南美洲的厄瓜多爾和秘魯太平洋沿岸附近，多發(fā)生在圣誕節(jié)前后，因此得名。厄爾尼諾過后，熱帶太平洋有時會出現(xiàn)與上述情況相反的狀態(tài)，稱為拉尼娜（LaNi?a）

現(xiàn)象。拉尼娜現(xiàn)象表現(xiàn)為東太平洋海溫明顯變冷，同時也伴隨著全球性氣候異常。厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時，位于西太平洋地區(qū)的國家如印尼和澳大利亞易出現(xiàn)旱災(zāi)，而南美沿岸國家如秘魯、厄瓜多爾則有暴雨發(fā)生。相反，拉尼娜現(xiàn)象發(fā)生時，澳大利亞和印尼易有水災(zāi)，而秘魯、厄瓜多爾則出現(xiàn)干旱。厄爾尼諾是一種不規(guī)則重復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象。一般每2～8年出現(xiàn)一次。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1950到1998年共發(fā)生了16次厄爾尼諾現(xiàn)象，拉尼娜發(fā)生10次。一般而言，厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時，全球平均溫度會升高。不過，最近10年發(fā)生厄爾尼諾現(xiàn)象的頻率加快，已造成近百年來平均溫度最高的三年都在1990年以后。針對厄爾尼諾現(xiàn)象的熱帶海洋和全球大氣計(jì)劃（TOGA）和接替的熱帶大氣海洋（TAO）觀測陣列系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也是通過諾阿/極軌環(huán)境衛(wèi)星（NOAA/POES）裝載的Argos數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備獲取的。TOGA-TAO的網(wǎng)頁是/toga-tao/realtime.htmll/

；欲了解關(guān)于厄爾尼諾現(xiàn)象的研究，可參看網(wǎng)頁/tao/elnino/toga-insitu.html。上述網(wǎng)站對“TOGA”（TropicalOcean&GlobalAtmosphereprogram）和“TAO”（TropicalAtmosphereOceanproject）做出如下解釋：TheTropicalOceanGlobalAtmosphereprogram(TOGA)isevolvingintoanoperationalElNino/SouthernOscillation(ENSO)observingsystem.TOGAstartedinJanuary1985andendedinDecember1994.Thefourmajorelementsofthisobservingsystemare:1)avolunteerobservingshipexpendablebathythermographprogram;2)anislandandcoastaltidegaugenetwork;3)adriftingbuoyprogram;4)amooredbuoyprogramconsistingofwindandthermalchainmooringsandcurrentmetermoorings.ThecrowningachievementofTOGAwasthedevelopmentoftheTropicalAtmosphere/Ocean(TAO)array.TheTAOarray(renamedtheTAO/TRITONarrayon1January2000)consistsofapproximately70mooringsintheTropicalPacificOcean,telemeteringoceanographicandmeteorologicaldatatoshoreinreal-timeviathe

Argossatellitesystem.ThearrayisamajorcomponentoftheElNi?o/SouthernOscillation(ENSO)ObservingSystem,theGlobalClimateObservingSystem(GCOS)andtheGlobalOceanObservingSystem(GOOS).

SupportisprovidedprimarilybytheUnitedStates(NationalOceanicandAtmosphericAdministration)andJapan(JapanMarineScienceandTechnologyCenter)withadditionalcontributionsfromFrance(Institutderecherchepourledeveloppement).TheTAOarrayisdirectedbyNOAA'sPacificMarineEnvironmentalLaboratory(PMEL)andinvolvesinternationalcooperationwithscientistsandorganizationsinU.S.A.,Japan,France,Korea,andTaiwan(ofChina).圖1-4：美國宇航局（NASA）使用中等分辨率成像光譜儀MODIS在2000年11月對全球海洋葉綠素濃度（mg/m3）分布的觀測（引自/data/algorithms.html

）衛(wèi)星遙感不但為全球海洋和氣候的物理研究提供了可靠的數(shù)據(jù)，還為全球海洋初級生產(chǎn)力的估計(jì)提供了充足的資料。全球海洋初級生產(chǎn)力與全球碳循環(huán)有密切關(guān)系；全球碳循環(huán)與CO2引起的全球變暖有直接聯(lián)系；全球變暖可能導(dǎo)致全球海平面上升。圖1-4是美國宇航局（NASA）使用中等分辨率成像光譜儀（ModerateResolutionImagingSpectro-Radiometer）在2000年11月對全球海洋葉綠素濃度（mg/m3）分布的觀測，圖中紅色代表高濃度，綠色代表中等濃度，藍(lán)色代表低濃度。圖中顯示了藍(lán)色的熱帶海洋只有很低的葉綠素濃度，故被稱為海中沙漠。

§1.2

中國氣象衛(wèi)星的發(fā)展

（DevelopmentofMeteorologicalSatelliteinChina）

我國氣象衛(wèi)星包括兩個主要系統(tǒng)：極軌衛(wèi)星系統(tǒng)和地球靜止衛(wèi)星系統(tǒng)。通過二者的相互結(jié)合和補(bǔ)充，可建立一套全面的氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)運(yùn)行體系和相應(yīng)的地面數(shù)據(jù)接收處理和應(yīng)用系統(tǒng)，以滿足我國各部門的氣象、環(huán)境觀測和防災(zāi)減災(zāi)的需要。隨著第一代極軌氣象衛(wèi)星“風(fēng)云一號”和第一代靜止氣象衛(wèi)星“風(fēng)云二號”由實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)入業(yè)務(wù)應(yīng)用，我國氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)應(yīng)用體系正逐步走向成熟。極軌和地球靜止氣象衛(wèi)星是兩種不同觀測特性的衛(wèi)星。極軌衛(wèi)星距離地球表面較近，能夠更加清楚地觀測海洋；極軌衛(wèi)星圍繞地球轉(zhuǎn)動，能夠觀測全球海洋。中期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、氣侯預(yù)測和全球生態(tài)環(huán)境變化監(jiān)測、遠(yuǎn)洋航海、航空所需的氣象資料等，主要從極軌氣象衛(wèi)星獲得；靜止氣象衛(wèi)星相對地球靜止，它可以連續(xù)觀測地球的一個局部區(qū)域。靜止氣象衛(wèi)星它對災(zāi)害性天氣系統(tǒng)，包括對臺風(fēng)、暴雨和植被生態(tài)動態(tài)突變的實(shí)時連續(xù)觀測具有突出的能力。兩種氣象衛(wèi)星的觀測功能不能相互替代。對于全球性的大氣運(yùn)動，要準(zhǔn)確預(yù)測全球或某一地區(qū)的天氣和氣候變化，需要擁有全球的氣象資料，而極軌氣象衛(wèi)星可以滿足這種需求。但是，只有發(fā)射和管理衛(wèi)星的國家，才能通過存儲回放的方式獲取全球資料，作為一個用戶地面接收站，則只能接收一定范圍內(nèi)當(dāng)?shù)氐臍庀笮l(wèi)星資料。因此，只有自己發(fā)射和運(yùn)行極軌氣象衛(wèi)星，才能真正實(shí)現(xiàn)全球觀測。我國第一代極軌氣象衛(wèi)星“風(fēng)云一號”系列在成功發(fā)射了兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星后，完成了各項(xiàng)試驗(yàn)任務(wù)，從第三顆星開始轉(zhuǎn)入業(yè)務(wù)應(yīng)用，并被世界氣象組織列入全球氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用衛(wèi)星行列。第一代地球靜止氣象衛(wèi)星“風(fēng)云二號”系列也發(fā)射了兩顆試驗(yàn)星，第二顆星已進(jìn)入業(yè)務(wù)運(yùn)行，并已列入全球地球靜止氣象衛(wèi)星觀測網(wǎng)。作為國際氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，風(fēng)云氣象衛(wèi)星系列的使用增強(qiáng)了我國參與國際合作的能力。表1-1:我國的風(fēng)云氣象衛(wèi)星系列名稱／時間資助者傳感器運(yùn)行軌道資料風(fēng)云一號系列衛(wèi)星FY-1D：2002/5

國家氣象局MVISR

太陽同步近圓形極軌軌道再訪問時間：

1天風(fēng)云二號系列衛(wèi)星FY-2A：1997/6FY-2B：2000/6FY-2C：2004/10VISSR軌道類型:地球同步軌道FY-2A位置：

86°E，0°NFY-2B位置：105°E，0°NFY-2C位置：105°E，0°N風(fēng)云三號

(計(jì)劃/2006)國家氣象局和海洋局

太陽同步近圓形極軌軌道風(fēng)云四號

(計(jì)劃中)地球同步軌道圖1-5：2002年5月15日“風(fēng)云一號”D氣象衛(wèi)星發(fā)回的首張假彩色照片圖1-5顯示了FY-1D氣象衛(wèi)星發(fā)回的首張照片?！帮L(fēng)云一號”是我國第一代極軌氣象衛(wèi)星，A星、B星、C星分別于1988年9月、1990年9月和1999年5月發(fā)射。2002年5月，我國太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號乙火箭一箭雙星發(fā)射成功，將“風(fēng)云一號”D（FY-1D）氣象衛(wèi)星和搭載的“海洋一號”A（HY-1A）衛(wèi)星送入了預(yù)定軌道。FY-1D由航天科技集團(tuán)公司上海航天技術(shù)研究院為主研制，是一顆太陽同步軌道應(yīng)用氣象衛(wèi)星，衛(wèi)星質(zhì)量為950公斤，衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命2年，發(fā)射后交付國家衛(wèi)星氣象中心使用。主要用于天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測、自然災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測服務(wù)等。

目前，國家衛(wèi)星氣象中心的地面站能接收我國風(fēng)云系列衛(wèi)星資料、美國國家海洋大氣局管理的諾阿/極軌環(huán)境衛(wèi)星（NOAA/POES）資料和日本地球靜止氣象衛(wèi)星（GMS）資料，并對用戶提供服務(wù)。截至2002年底，我國已成功地發(fā)射了FY-1A、FY-1B、FY-1C和FY-1D等4顆極軌氣象衛(wèi)星、FY-2A和FY-2B等2顆地球靜止氣象衛(wèi)星。氣象衛(wèi)星所獲得的遙感數(shù)據(jù)在火、水、冰、雪以及臺風(fēng)、大霧、沙塵暴等天氣和自然災(zāi)害的監(jiān)測中都發(fā)揮了重要的作用，取得了明顯效益，大大增強(qiáng)了我國氣象衛(wèi)星為國民經(jīng)濟(jì)和防災(zāi)、減災(zāi)服務(wù)的能力。我國分別于1997年、2000年和2004年利用長征三號火箭從西昌衛(wèi)星基地發(fā)射了三顆地球靜止“風(fēng)云二號”氣象系列衛(wèi)星，即FY-2A、FY-2B和FY-2C。我國已開始研制第二代極軌氣象衛(wèi)星“風(fēng)云三號”衛(wèi)星。

“風(fēng)云三號”系列的開發(fā)將包括兩個階段；首先，2004年至2008年研制發(fā)射兩顆衛(wèi)星，接著，2008年至2020年研制發(fā)射五顆衛(wèi)星。除了可見光和紅外掃描輻射計(jì)外，“風(fēng)云三號”衛(wèi)星還將增加攜帶微波輻射計(jì)、微波成像儀、紅外分光計(jì)、中分辨率成像光譜儀、地球輻射探測儀、紫外臭氧探測儀、太陽常數(shù)監(jiān)測儀、空間環(huán)境監(jiān)測儀等遙感儀器，衛(wèi)星的圖像傳輸分系統(tǒng)包含實(shí)時圖像傳輸和延時回放圖像傳輸兩種，實(shí)時傳輸信道特征將和國際同類衛(wèi)星兼容。由于增加了微波遙感器，可實(shí)現(xiàn)全球三維、全天候、多光譜、定量氣象探測?！帮L(fēng)云三號”衛(wèi)星的主要任務(wù)是提供全球的溫度、濕度、氣壓、云和輻射等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)中期數(shù)值預(yù)報(bào)；監(jiān)測大范圍的自然災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境；探測地球物理參數(shù)，支持全球氣侯變化與環(huán)境變化規(guī)律的研究；為航空、航海等部門提供全球任意區(qū)域的氣象信息等?！帮L(fēng)云三號”衛(wèi)星的分辨率較“風(fēng)云一號”有顯著提高，即使在870公里的高空也能分辨出地面上的高速公路。與“風(fēng)云一號”衛(wèi)星相比，“風(fēng)云三號”衛(wèi)星的探測功能及主要探測性能將達(dá)到當(dāng)今國際先進(jìn)水平，是我國極軌氣象衛(wèi)星發(fā)展進(jìn)程中的一個飛躍，它將大大提高我國的對地觀測能力和全球大氣探測能力，在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生活中發(fā)揮重要作用。§1.3

中國海洋遙感的進(jìn)步（ProgressofOceanicRemoteSensinginChina）我國東臨太平洋，是一個海域?qū)掗煹膰摇４箨懞０毒€長達(dá)1.8萬多公里，沿海島嶼有6500多個，島嶼岸線約1.4萬多公里，并擁有300萬平方公里的管轄海域。因此，海洋在我國社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的戰(zhàn)略地位極為重要，而利用空間技術(shù)監(jiān)測海洋，在維護(hù)我國海洋權(quán)益、保護(hù)海洋環(huán)境、開發(fā)海洋資源、減輕海洋災(zāi)害和有效實(shí)施海洋管理等方面顯得尤為重要和迫切。當(dāng)前，我國海洋資源開發(fā)利用中存在著大量破壞環(huán)境和浪費(fèi)資源的隱患，致使海洋環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。尤其是近海局部海域生態(tài)環(huán)境惡化，對海洋漁業(yè)資源和近海生態(tài)系統(tǒng)破壞在不斷加劇。海洋開發(fā)利用中出現(xiàn)的日益嚴(yán)重的資源與環(huán)境問題，不僅影響了海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和海洋的可持續(xù)利用，而且是直接關(guān)系到人類的生存和社會的發(fā)展。二十一世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，海洋蘊(yùn)藏著巨大的資源與能源，人類早已經(jīng)認(rèn)識到占地球表面70.8％的海洋對人類的作用和重要性。開發(fā)利用海洋資源，日益成為國際競爭的重要領(lǐng)域。人們預(yù)測，二十一世紀(jì)人類社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將更加依賴海洋實(shí)際價(jià)值的利用，海洋經(jīng)濟(jì)將會以更高的速度發(fā)展，人類在充分開發(fā)利用海洋的同時，更加重視海洋資源和環(huán)境的保護(hù)以求持續(xù)發(fā)展，這是海洋事業(yè)發(fā)展的總趨勢。

自美國在1978年發(fā)射了世界上第一顆海洋衛(wèi)星以來，歐空局、俄國、日本、法國、加拿大、韓國和印度等相繼發(fā)射了一系列海洋衛(wèi)星。2002年5月15日，我國第一顆海洋探測衛(wèi)星“海洋一號”

A（HY-1A）與“風(fēng)云一號”

D氣象衛(wèi)星作為一箭雙星同時發(fā)射升空。HY-1A由航天科技集團(tuán)公司所屬中國空間技術(shù)研究院研制，衛(wèi)星質(zhì)量為368公斤，衛(wèi)星軌道為太陽同步近圓形軌道，以可見光、紅外波段傳感器探測水色、水溫為主，設(shè)計(jì)壽命為兩年。衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后，在航天東方紅衛(wèi)星有限公司和西安衛(wèi)星測控中心的精心控制下，經(jīng)過了7次變軌，成功進(jìn)入798公里的設(shè)計(jì)運(yùn)行軌道，并交付國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)。發(fā)射這顆衛(wèi)星的主要目的是通過觀測海水光學(xué)特征、葉綠素濃度、海表面溫度、懸浮泥沙含量、可溶有機(jī)物和海洋污染物質(zhì)，并兼顧觀測淺海地形、海流特征、海面上空氣溶膠等要素，掌握海洋初級生產(chǎn)力分布、海洋漁業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)資源狀況和環(huán)境質(zhì)量，了解重點(diǎn)河口港灣的懸浮泥沙分布規(guī)律，為海洋生物資源合理開發(fā)利用、沿岸海洋工程、河口港灣治理、海洋環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)和執(zhí)法管理等提供科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)計(jì)劃，我國將在“海洋一號”衛(wèi)星的基礎(chǔ)上發(fā)展系列海洋衛(wèi)星，加快建立海洋衛(wèi)星體系。我國將要發(fā)展3個系列的海洋衛(wèi)星：以可見光、紅外波段遙感探測海洋水色和水溫為主的“海洋一號”系列衛(wèi)星；以微波遙感探測可全天候獲取海面風(fēng)場、海面高度和海表面溫度場等為主的“海洋二號”系列衛(wèi)星，以及同時配備光學(xué)遙感器和微波遙感器的可對海洋環(huán)境進(jìn)行綜合監(jiān)測的“海洋三號”系列衛(wèi)星。我國在“神舟三號”留軌艙裝載了CMODIS（中國的中等分辨率成像光譜儀），在“神舟四號”留軌艙裝載了微波散射計(jì)、微波輻射計(jì)和高度計(jì)。在留軌艙的半年運(yùn)行內(nèi)，這些海洋遙感傳感器獲得了許多寶貴資料，科學(xué)家通過對留軌艙帶回遙感資料的研究，獲得了各種大氣和海洋信息的試驗(yàn)產(chǎn)品?！?.4

中國衛(wèi)星發(fā)展的現(xiàn)狀與目標(biāo)（Actuality&GoalofChineseSatelliteDevelopment）根據(jù)我國國務(wù)院新聞辦公室于2000年11月發(fā)布的《中國的航天》白皮書，我國衛(wèi)星未來發(fā)展目標(biāo)包括近期和遠(yuǎn)期兩個部分。今后十年或稍后一個時期的近期發(fā)展目標(biāo)是：第一，建立長期穩(wěn)定運(yùn)行的衛(wèi)星對地觀測體系。以氣象衛(wèi)星系列、資源衛(wèi)星系列、海洋衛(wèi)星系列和環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測小衛(wèi)星群組成長期穩(wěn)定運(yùn)行的衛(wèi)星對地觀測體系，實(shí)現(xiàn)對中國及周邊地區(qū)甚至全球的陸地、大氣、海洋的立體觀測和動態(tài)監(jiān)測。第二，建立自主經(jīng)營的衛(wèi)星廣播通信系統(tǒng)。積極支持商用廣播通信衛(wèi)星的發(fā)展，開發(fā)具有長壽命、高可靠性和大容量優(yōu)點(diǎn)的地球靜止軌道通信衛(wèi)星和電視直播衛(wèi)星，初步建成中國衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)。第三，建立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。分步建立導(dǎo)航定位衛(wèi)星系列，開發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用系統(tǒng)，初步建成中國的衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。第四，建立協(xié)調(diào)配套的全國衛(wèi)星遙感應(yīng)用體系。統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)各種衛(wèi)星遙感地面應(yīng)用系統(tǒng)，建立覆蓋全國的地面衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)接收、處理和分發(fā)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源共享；在對地衛(wèi)星遙感主要應(yīng)用領(lǐng)域，形成較完整的業(yè)務(wù)化應(yīng)用體系。第五，發(fā)展空間科學(xué)，開展深空探測。建立新型的科學(xué)探測與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星系列，加強(qiáng)空間微重力、空間材料科學(xué)、空間生命科學(xué)、空間環(huán)境和空間天文研究；開展以月球探測為主的深空探測的預(yù)先研究。今后二十年或稍后的一個時期的遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)為：按照國家整體規(guī)劃，建成多種功能和多種軌道的、由多種衛(wèi)星系統(tǒng)組成的空間基礎(chǔ)設(shè)施；建成天地協(xié)調(diào)配套的衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)，形成完整、連續(xù)、長期穩(wěn)定運(yùn)行的天地一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

至2004年，我國共發(fā)射了五十余顆不同類型的人造衛(wèi)星。僅第十個五年計(jì)劃期間，我國將研制和發(fā)射近三十顆各類衛(wèi)星，包括通信、氣象、資源、海洋、導(dǎo)航、環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測、天文、空間探測衛(wèi)星等。我國衛(wèi)星事業(yè)經(jīng)歷了三個發(fā)展歷程。1958年至1970年為起步階段。1970年4月，我國成功發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星，成為當(dāng)時世界上第五個能研制和發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。1971年至1984年為開發(fā)太空技術(shù)階段。中國從1975年到2004年發(fā)射了19顆返回式科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。這種衛(wèi)星和地球資源衛(wèi)星的性質(zhì)是一致的，只是它壽命短，只有5-8天，但是它可以回收。我國科技人員通過返回式衛(wèi)星、第一代通信衛(wèi)星的研制和飛行試驗(yàn)，掌握了一系列衛(wèi)星關(guān)鍵技術(shù)，包括各種姿控、變軌、熱控、電源、結(jié)構(gòu)、測控、回收及載荷技術(shù)。1985年到現(xiàn)在為發(fā)展應(yīng)用衛(wèi)星階段。我國自主地發(fā)展了多種應(yīng)用衛(wèi)星，包括資源、氣象、海洋、通信廣播、導(dǎo)航定位和科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，衛(wèi)星成果在國內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用。據(jù)衛(wèi)星專家閔桂榮評價(jià)，我國研制的衛(wèi)星費(fèi)用低、質(zhì)量好、水平高；目前我國的火箭發(fā)射技術(shù)名列世界第四，返回式衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星技術(shù)居世界第三位，氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星技術(shù)居世界第四位，通信衛(wèi)星技術(shù)名列世界第五。目前，我國在衛(wèi)星制造、發(fā)射及衛(wèi)星應(yīng)用上已形成了產(chǎn)業(yè)。第九個五年計(jì)劃（1996年至2000年）以來，中國加快了這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，先后成功發(fā)射氣象衛(wèi)星、海洋水色衛(wèi)星、通信廣播衛(wèi)星、資源衛(wèi)星和“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星等多種類型的應(yīng)用衛(wèi)星。此外，衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)也得到快速發(fā)展，已生產(chǎn)出系列化的衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)品。這些衛(wèi)星被廣泛地用于國情普查、資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)報(bào)和海洋管理等領(lǐng)域，取得了良好效益。中國和巴西合作研制的中巴地球資源衛(wèi)星01號（CBERS-1）是在中國資源一號原方案基礎(chǔ)上兩國聯(lián)合研制的衛(wèi)星；該星屬于我國第一代數(shù)字傳輸型地球資源衛(wèi)星，于1999年10月發(fā)射升空。這是一種778千米太陽同步極地圓軌道衛(wèi)星，繞地周期100.4分鐘，每天14.35周，其中繞經(jīng)中國上空3周，覆蓋地球目標(biāo)的重復(fù)周期26天。該衛(wèi)星的設(shè)計(jì)工作壽命2年，衛(wèi)星傳輸?shù)倪b感圖像可覆蓋中國全部陸地、海域或大部分鄰國的領(lǐng)域，并可獲取國外區(qū)域的地面圖像信息。截止到衛(wèi)星交付使用兩周年，中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心已接收存檔資源衛(wèi)星各類數(shù)據(jù)近23萬景，所接收的數(shù)據(jù)已覆蓋我國國土的96％，用戶先后購買和協(xié)議訂購了1.3萬景的資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于資源勘查、防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)等領(lǐng)域。目前，中巴地球資源衛(wèi)星01號已超期服役。于2003年10月發(fā)射的中巴地球資源衛(wèi)星02號與01號技術(shù)狀態(tài)基本相同，該星裝有CCD相機(jī)（CCD）、紅外多光譜掃描儀（IRMSS）、以及寬視場成像儀（WFI）三種有效載荷，可利用高密度數(shù)字磁記錄器存儲數(shù)據(jù)，并利用高速率的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將所能獲得的數(shù)據(jù)實(shí)時傳回地球；其傳輸?shù)倪b感圖像由北京、烏魯木齊、廣州三個資源衛(wèi)星接收站負(fù)責(zé)接收。圖1-7顯示了中巴地球資源衛(wèi)星01號（CBERS-1）的基本結(jié)構(gòu)和飛行狀態(tài)。目前，中巴地球資源衛(wèi)星03號與04號也正在研制中。據(jù)報(bào)道，我國還于2000年9月發(fā)射了“中國資源衛(wèi)星二號”01星，于2002年10月發(fā)射了“中國資源衛(wèi)星二號”02星。于2004年11月發(fā)射了“中國資源衛(wèi)星二號”03星。2004年12月1日，“中國資源衛(wèi)星二號”

01星、02星和03星開始了組網(wǎng)運(yùn)行。從現(xiàn)在起到2010年，中國將分兩步建立能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行的災(zāi)害與環(huán)境監(jiān)測預(yù)報(bào)小衛(wèi)星系統(tǒng)。該系統(tǒng)的計(jì)劃是：第一步，從第十個五年計(jì)劃開始，研制和發(fā)射兩顆光學(xué)小衛(wèi)星和一顆合成孔徑雷達(dá)小衛(wèi)星，基本完成地面接收處理和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，初步形成對災(zāi)害與環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測預(yù)報(bào)的能力。第二步，從第十一個五年計(jì)劃開始，發(fā)展四顆光學(xué)小衛(wèi)星和四顆合成孔徑雷達(dá)小衛(wèi)星組成的星座，完善地面接收處理和應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對中國及周邊國家、地區(qū)災(zāi)害與環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測和預(yù)報(bào)。該系統(tǒng)投入運(yùn)行的主要任務(wù)有三個方面：一是對災(zāi)害和環(huán)境實(shí)施大范圍和全天候的晝夜動態(tài)監(jiān)測；二是對洪澇、地震、森林火災(zāi)等災(zāi)害的發(fā)生與發(fā)展做出預(yù)報(bào)和預(yù)警；三是對災(zāi)害的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。圖1-7：中巴地球資源衛(wèi)星01號（CBERS-1）示意圖（引自/）

目前，世界上只有兩種全球?qū)Ш较到y(tǒng)：美國的GPS和俄羅斯的GLONASS。直至2004年11月，GPS有29顆在軌衛(wèi)星，可能最近將發(fā)射第30顆衛(wèi)星，將使GPS星座達(dá)到其現(xiàn)有地面控制系統(tǒng)最大許可的30顆。俄羅斯的GLONASS在軌衛(wèi)星只有11顆，計(jì)劃2007年將達(dá)到18顆；而該系統(tǒng)只有達(dá)到24顆在軌衛(wèi)星時才能發(fā)揮其所有功能。眾所周知，GPS是美國軍方1973年開始實(shí)施的一項(xiàng)空間技術(shù)，被稱為繼人類登月和研制航天飛機(jī)之后的又一重大航天科技成就。GPS為軍民兩用系統(tǒng)，向全球免費(fèi)開放。但美國對自己提供精確定位信號，對其他用戶僅提供低精度信號。俄羅斯的GLONASS與GPS相似，由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)部分組成，使用24顆高度約2萬千米左右的衛(wèi)星組成星座。GPS分布在6個軌道平面上，每個軌道平面4～5顆，GLONASS分布在3個軌道平面上，每個軌道平面有8顆衛(wèi)星。衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星，由此獲得高精度的三維定位數(shù)據(jù)，這就提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰?。GPS定位精度可達(dá)15米，測速精度0.1米/秒；GLONASS導(dǎo)航定位精度較低，約為30—100米，測速精度0.15米/秒。這兩個系統(tǒng)都是為全球范圍內(nèi)的飛機(jī)、艦船、坦克、地面車輛、步兵、導(dǎo)彈以及航天飛機(jī)等提供全天候、連續(xù)、實(shí)時、高精度的三維位置、三維速度和精確時間，因此，具有極高的軍用價(jià)值和民用前景。當(dāng)前，世界許多國家都在開發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，如歐洲正在實(shí)施“伽利略”計(jì)劃，建設(shè)精度更高的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)。歐洲的“伽利略系統(tǒng)”是世界上笫一個完全向民用開放的全球性衛(wèi)星定位系統(tǒng)，將于2008年投入商業(yè)運(yùn)行?！百だ浴庇?jì)劃總投資預(yù)計(jì)為32億歐元，由27顆運(yùn)行衛(wèi)星和3顆預(yù)備衛(wèi)星組成，分布在高度約為2.4萬公里的3個軌道上，可以覆蓋全球。2003年中國與歐盟已經(jīng)達(dá)成了關(guān)于我國參加歐洲全球?qū)Ш健百だ浴庇?jì)劃的協(xié)議。目前，中國的衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用系統(tǒng)的絕大多數(shù)都建立在美國的GPS之上，一旦美國關(guān)閉對外國的服務(wù)，后果將不堪設(shè)想。因此，像中國這樣的大國，必須實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)多元化。目前，日本正在建設(shè)可以和GPS并用的由3顆衛(wèi)星組成的“準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)”。印度也在開發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，計(jì)劃將印度的導(dǎo)航系統(tǒng)將與GPS、GLONASS和“伽利略”系統(tǒng)相連接。我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由2000年和2003年發(fā)射的3顆“北斗一號”衛(wèi)星組成。北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以全天候全天時提供區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航信息，在任何時間任何地點(diǎn)確定中國用戶地理位置，實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋。該系統(tǒng)服務(wù)范圍包括中國大陸及東南海域所有地域，屬區(qū)域性導(dǎo)航定位系統(tǒng)。全球性衛(wèi)星定位系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)量約需要24顆，準(zhǔn)全球性系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)量約需要6顆。據(jù)報(bào)道，“北斗一號”衛(wèi)星區(qū)域性導(dǎo)航定位系統(tǒng)的精確度可以達(dá)到30到100米。我國的“北斗一號”導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS和GLONASS有很大的不同，一是使用范圍不同?！氨倍芬惶枴笔菂^(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，只能用于中國及其周邊地區(qū)；而GPS和GLONASS都是全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，在全球的任何一點(diǎn)，只要衛(wèi)星信號未被遮蔽或干擾，都能接收到三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。二是衛(wèi)星的數(shù)量和軌道是不同的。“北斗一號”有3顆，位于高度近3.6萬千米的地球同步軌道。三是定位原理不同?！氨倍芬惶枴笔怯脩羰紫劝l(fā)射要求服務(wù)的信號，通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至地面控制中心，地面控制中心計(jì)算出用戶機(jī)的位置后再通過衛(wèi)星答復(fù)用戶；而GPS和GLONASS只需要接收4個衛(wèi)星的位置信息，由用戶接收機(jī)解算出三維坐標(biāo)。由于“北斗一號”本身是二維導(dǎo)航系統(tǒng)，僅靠2顆星的觀測信號尚不能定位，觀測信號的獲得及計(jì)算均在地面中心站進(jìn)行，衛(wèi)星和用戶接收機(jī)需要具有轉(zhuǎn)發(fā)或收發(fā)信號功能，這實(shí)際上也就具有了一定的通信功能。通信功能是GPS和GLONASS所不具備的。我國通信衛(wèi)星也獲得飛速發(fā)展，包括“東方紅三號”、“鑫諾一號”、以及“中星-20號”等衛(wèi)星都計(jì)算在內(nèi)，我國目前使用的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器有100多個，成為世界上廣播電視和公眾通訊用戶最多的國家之一。在我國衛(wèi)星通訊方面，已提供有關(guān)信息傳遞的業(yè)務(wù)達(dá)100多項(xiàng)，主要包括衛(wèi)星固定通訊、衛(wèi)星移動通訊、衛(wèi)星電視直播/衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的市場化。早在第九個五年計(jì)劃期間，中國空間技術(shù)研究院就開始進(jìn)行大型靜止軌道通信廣播衛(wèi)星的研制開發(fā)工作?！暗厍蚩臻g雙星探測計(jì)劃”是我國1997年提出的空間探測國際合作計(jì)劃。“探測一號”衛(wèi)星于2003年12月30號發(fā)射升空，探測目標(biāo)是赤道附近的空間環(huán)境，“探測二號”衛(wèi)星于2004年7月25日發(fā)射，探測目標(biāo)是極區(qū)上空的空間環(huán)境。它們與歐洲空間局正在運(yùn)行的“星簇計(jì)劃”的四顆衛(wèi)星緊密配合，可同時探測各個空間區(qū)域的磁場和粒子時空變化規(guī)律、磁場空間暴的產(chǎn)生機(jī)制和發(fā)展規(guī)律，分析由于太陽活動引起的近地空間各種干擾活動的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，為人類預(yù)測災(zāi)害性的地球空間天氣等提供科學(xué)依據(jù)。2003年10月15日我國“神舟五號”載人航天飛船發(fā)射成功，從而成為世界上繼俄羅斯和美國之后第三個載人航天飛行的國家?！吧裰畚逄枴钡牧糗壟摂y帶著中等分辨率成像光譜儀，該類型傳感器將被裝載到風(fēng)云衛(wèi)星三號。留軌艙還攜帶有精度達(dá)到了厘米量級的激光反射器，該類型傳感器不但可用于測距定軌，而且可充當(dāng)高度計(jì)，完成測量海表面高度的任務(wù)。激光是由一束相干的光束發(fā)射出的單一頻率的可見光或紅外光。此外，我國計(jì)劃的“嫦娥”探月工程將分三步走?！版隙稹碧皆鹿こ桃詿o人探測為主，分別實(shí)現(xiàn)繞月探測、月面軟著陸探測與月面巡視勘察、采樣返回等。目前啟動的繞月探測工程，是我國“嫦娥”探月工程的第一步。按計(jì)劃，2007年之前，我國將發(fā)射首顆月球探測衛(wèi)星“嫦娥一號”，實(shí)現(xiàn)繞月探測。中國航天科技集團(tuán)公司是我國最大的火箭研制單位，其所屬的中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院和上海航天技術(shù)研究院研制的長征系列火箭，迄今已進(jìn)行七十次發(fā)射。根據(jù)國際航天界通用的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，長征運(yùn)載火箭的總體技術(shù)性能已達(dá)到國際一流水平。我國正在研制可重復(fù)使用運(yùn)載器，在突破單級入軌運(yùn)載器的關(guān)鍵技術(shù)后，最終研制出快速、機(jī)動、廉價(jià)、可靠的單級入軌重復(fù)使用的運(yùn)載器。從國際上對運(yùn)載火箭發(fā)射統(tǒng)計(jì)情況看，小型運(yùn)載火箭的發(fā)射量呈逐年增長態(tài)勢。因此在研制可重復(fù)使用運(yùn)載器的同時，中國還將積極進(jìn)行小型運(yùn)載火箭的研制。目前，我國建有太原、酒泉和西昌三個火箭發(fā)射基地，擁有西安、酒泉和北京三個衛(wèi)星和飛船軌道測控通訊中心，和分布在國內(nèi)外各地的測控站和四艘船組成的“遠(yuǎn)望”

號遠(yuǎn)洋船隊(duì)，共同承擔(dān)對衛(wèi)星和飛船的軌道測控通訊任務(wù)。在測控通訊中，一般采用2-4GHz的S波段?！?.5

數(shù)據(jù)分發(fā)（DataDistribution）

目前世界許多國家在海洋衛(wèi)星觀測資料的服務(wù)與共享上取得了很大進(jìn)步。例如美國宇航局（NASA）所屬的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）、美國國家海洋大氣局（NOAA）、日本國家航天發(fā)展廳（NASDA）、歐空局（ESA）的衛(wèi)星地面站、某些組織和大學(xué)都建立了網(wǎng)頁，可在國際范圍提供海洋觀測資料的共享服務(wù)。例如，美國宇航局JPL實(shí)驗(yàn)室物理海洋學(xué)數(shù)據(jù)分發(fā)存檔中心（PO.DAAC）的網(wǎng)頁地址是/order/

。如表1-2所顯示，該網(wǎng)站提供了大量衛(wèi)星和常規(guī)海洋觀測資料。海洋學(xué)參數(shù)衛(wèi)星/傳感器/調(diào)查計(jì)劃atmosphericmoistureSSTclimatologyheatfluxicemulti-parameterdatacollectionsoceanwindseasurfaceheightseasurfacetemperatureAVHRRATSRCZCSERS-1GEOS-3GEOSATINSITUMODISNSCATNIMBUS-7SMMRQuikSCATSEASATSSM/ITOGATOPEX/PoseidonWOCE表1-2:美國宇航局JPL實(shí)驗(yàn)室PO.DAAC網(wǎng)站可提供的資料種類又如，網(wǎng)頁/catalog/product001.html/

提供了JPL/PO.DAAC的001號產(chǎn)品的詳細(xì)描述：代號為001號數(shù)據(jù)產(chǎn)品的名稱是MonthlyMeanGlobalSurfaceOceanVariables；

數(shù)據(jù)來源是ARGOSBuoys、VHRR/2、ERS-1/2、

GEOSAT、NSCAT、SSM/I、TOPEX/Poseidon,TMI和SeaWiFS；

覆蓋的時間區(qū)間是1987-2000年；覆蓋的空間范圍是global；數(shù)據(jù)種類是monthlymeanaveragesofglobalseasurfacetemperature、seasurfaceheight、significantwaveheight、chlorophyll-aconcentration、surfacewindspeed、surfacewindvelocityandnear-surfacecurrent。表1-3顯示了001號產(chǎn)品包含的數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集DataSet時間覆蓋TemporalCoverage空間分辨率SpatialResolutionARGOSBuoyDrift1989-1992MeasurementsgivenatlocationofbuoysAVHRR/2SeaSurfaceTemperature1987-2000GlobalGridof1024pixelslongitudeby512pixelslatitudeERS-1AMIWindVectors1992-96/5GlobalGridof1080pixelslongitudeby540pixelslatitudeERS-2AMIWindVectors1996/6-1997GlobalGridof1080pixelslongitudeby540pixelslatitudeGEOSATSeaSurfaceHeight1987-1988GlobalGridof1080pixelslongitudeby540pixelslatitudeNSCATWindVectors1997/1-97/6GlobalGridof1080pixelslongitudeby540pixelslatitudeSSM/IWindSpeed1987-2000GlobalGridof1080pixelslongitudeby540pixelslatitudeTOPEX/PoseidonSeaSurfaceHeight(SSH)SignificantWaveHeight(SWH)1993-2000SSH1993:GlobalGridof540pixelslongitudeby270pixelslatitudeSSH1994:GlobalGridof539pixelslongitudeby396pixelslatitudeSSH95-98:GlobalGridof540pixelslongitudeby540pixelslatitudeSWH1998:GlobalGridof360pixelslongitudeby180pixelslatitudeSeaWiFSChlorophyll-aConcentration1998-2000GlobalGridof720pixelslongitudeby360pixelslatitudeTMISeaSurfaceTemperature1998-2000GlobalGridof1440pixelslongitudeby320pixelslatitude數(shù)據(jù)提供方式有兩種。第一、可使用匿名FTP（anonymousFileTransferProtocol）從美國宇航局物理海洋學(xué)數(shù)據(jù)分發(fā)存檔中心（pub/data_collections/monthly_mean_atlas）直接下載二進(jìn)制數(shù)碼格式（RawBinaryFormat）的數(shù)據(jù)文件；第二、在網(wǎng)上接觸PO.DAACUserServicesOffice，該用戶服務(wù)辦公室將根據(jù)您提供的格式要求提供光盤（CD-R）。整個001號產(chǎn)品經(jīng)壓縮后占用442MB（兆字節(jié)）?！?.6

海洋遙感信息和數(shù)據(jù)相關(guān)網(wǎng)站（WebSitesforOceanicRemoteSensingInformation&Data）

一.美國國家海洋大氣局（NOAA）衛(wèi)星信息系統(tǒng)（NOAASIS/NOAA）的網(wǎng)站是提供衛(wèi)星遙感信息和資料的一個主要來源，它提供了GOES（地球同步氣象衛(wèi)星系列）和NOAA（太陽同步氣象衛(wèi)星系列）的主頁（HomePage），也提供關(guān)于DMSP（國防氣象衛(wèi)星）的信息。它的網(wǎng)站地址是//NOAASIS//NOAASIS/ml/

該網(wǎng)站對NOAASIS/NOAA的簡介是TheNOAASatelliteInformationSystem(NOAASIS)websiteisacentrallocationforfindinginformationaboutNOAAenvironmentalsatellites(GOESandPOES).InformationisprovidedbyvariouscontributorswithintheNationalEnvironmentalSatellite,Data,andInformationService(NESDIS)andtheexternalsatellitecommunity.Thissiteprovidesinformationofparticularinteresttouserswhooperatetheirowndirectreadoutreceivingstations.TheNOAASISisoperatedbytheDirectServicesDivision,withintheOfficeofSatelliteDataProcessingandDistribution(OSDPD).Inadditiontoprovidingassistancetotheglobaldirectreadoutcommunity,theDirectServicesDivisionhasresponsibilitiesforSearchandRescueSatellite-AidedTracking(SARSAT)andtheGOESandPolarDataCollectionSystems(DCSandArgos).美國國家海洋大氣局管轄的資料中心的網(wǎng)站地址和有關(guān)資料部門網(wǎng)站地址是國家環(huán)境衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息服務(wù)署

/衛(wèi)星運(yùn)行辦公室

/

衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理和分發(fā)辦公室

/

國家海洋資料中心

//General/satellite.html/國家氣候資料中心

/oa/ncdc.html

國家地質(zhì)資料中心

/

國家浮標(biāo)資料中心

/

西北漁業(yè)科學(xué)中心

東北漁業(yè)科學(xué)中心

/noaa.html

環(huán)境信息服務(wù)署

/

NOAA衛(wèi)星高度計(jì)實(shí)驗(yàn)室

/SAT/SAT.html

大西洋海洋和氣象實(shí)驗(yàn)室

/general/enso_faq/

/ocd/oaces/co2/index.html太平洋海洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)室

/toga-tao/el-nino/home.html/tao/elnino/toga-insitu.html/tao/index.shtml/關(guān)于綜合海洋大氣數(shù)據(jù)集（COADS）和氣候數(shù)據(jù)

/Ferret/Downloads/ferret_downloads.html//

（ferret：Ananalysistoolforgriddedandnon-griddeddataprovidedbyNOAA/PMEL）關(guān)于厄爾尼諾（ElNi?o）現(xiàn)象研究/research.html/

（srh：SouthernRegionHeadquarters）NOAA氣候診斷中心資料庫

（cdc：ClimateDiagnosticsCenter）全球地形資料

//ngdcinfo/newdownloads.html

NCEP分析資料

/pub/data/nccf/com/

/

二.美國環(huán)境預(yù)報(bào)國家中心NCEP（NationalCentersforEnvironmentalPrediction）的網(wǎng)站地址是/,該網(wǎng)站提供全球風(fēng)場（U、V分量）資料，每月一個文件（200多兆），每個文件中包含每天4次的全球風(fēng)場數(shù)據(jù)。三.美國宇航局（NASA）網(wǎng)站美國宇航局JPL實(shí)驗(yàn)室物理海洋學(xué)數(shù)據(jù)分發(fā)存檔中心PO.DAAC/JPL（PhysicalOceanographyDistributedActiveArchiveCenter）的網(wǎng)站/

是提供衛(wèi)星遙感信息和資料的另一個主要來源。例如，物理海洋學(xué)數(shù)據(jù)分發(fā)存檔中心PO.DAAC/JPL的網(wǎng)頁/catalog/product001.html/

提供以下各種不同類型遙感資料：ARGOSBuoyDrift,AVHRR/2SeaSurfaceTemperature,ERS-1AMIWindVectors,ERS-2AMIWindVectors,GEOSATSeaSurfaceHeight,NSCATWindVectors,SSM/IWindSpeed,TOPEX/PoseidonSeaSurfaceHeight(SSH)andSignificantWaveHeight(SWH),SeaWiFSChlorophyll-aConcentration,TMISeaSurfaceTemperature數(shù)據(jù)產(chǎn)品；分發(fā)中心的網(wǎng)頁/order/

和/cdrom/

還提供以下各種不同類型遙感和常規(guī)資料：NOAA/AVHRR,ERS/ATSR,CZCS,ERS-1,GEOS-3,GEOSAT/ALT,INSITU(buoydata),MODIS,NSCAT,NIMBUS-7SMMR,QuikSCAT,SEASAT,SSM/I,TOGA,TOPEX/Poseidon,WOCE數(shù)據(jù)產(chǎn)品。PO.DAAC/JPL分發(fā)中心也提供特定衛(wèi)星遙感信息和相關(guān)調(diào)查資料的網(wǎng)站地址。關(guān)于TOPEX/Poseidon高度計(jì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，可查閱/topex/www/ssa.html//cdrom/mgdr-b/Document/HTML//topex/www/ql_archive.html//mission/topex.html關(guān)于GEOSAT/ALT高度計(jì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，可查閱/order/order_geosat.html/關(guān)于QuikSCAT/SeaWinds散射計(jì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，可查閱/order/order_qscat.html/關(guān)于NSCAT散射計(jì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，可查閱/order/order_nscat.html/關(guān)于DMSP/SSM/I專用傳感器微波成像儀的資料，可查閱:2031/DATASET_DOCS/ssmi_wentz.html/美國宇航局JPL實(shí)驗(yàn)室為TOPEX/Poseidon和Jason-1高度計(jì)衛(wèi)星設(shè)置的主頁是/science/science.html

/mission/topex.html

/mission/jason-1.html

/#hawaiicoastWatchsatellitedataresources/

四.美國宇航局所屬的戈達(dá)德空間飛行中心（GSFC）網(wǎng)站地址是/，該中心設(shè)置了水色遙感信息和數(shù)據(jù)資料的網(wǎng)頁。戈達(dá)德空間飛行中心GSFC管轄的數(shù)據(jù)分發(fā)存檔中心DAAC（DistributedActiveArchiveCenter）的網(wǎng)站地址是/。關(guān)于SeaWiFS，可查閱

/

關(guān)于MODIS，可查閱

/

//

/

/

/news/index.php/

美國宇航局所屬的戈達(dá)德空間飛行中心（GSFC）提供了關(guān)于MODIS算法的專門網(wǎng)頁/cgi-bin/texis/search/search/?query=ALGORITHM&submit=Submit&scope=0和/data/atbd/atbd_mod25.pdf。關(guān)于MODIS的資料產(chǎn)品，可查閱/data/dataset/MODIS/03_Ocean/index.html/。關(guān)于TOMS（TotalOzoneMappingSpectrometer）臭氧資料，可查閱

/ozone/ozone.html和一個公司的TOMS網(wǎng)頁（/resources/TOMS_Ozone_WWW.html）。美國宇航局為EOS-AM(TERRA)設(shè)置了主頁http://TERRA./

，為EOS-PM(AQUA)設(shè)置了主頁/。美國宇航局航空觀測海洋學(xué)實(shí)驗(yàn)室（AOL）的主頁是/。五.其它政府部門和組織網(wǎng)站美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室（NRL）的主頁是/。關(guān)于NRL各研究部門，可查閱/content.php?P=DIVISIONS；關(guān)于高度計(jì)和數(shù)據(jù)同化，可查閱

/altimetry/defs/def_frame.html；關(guān)于水色研究，可查閱

/。美國國防氣象衛(wèi)星DMSP屬于國防部管轄，DMSP的主頁是/news/factsheets/Defense_Meteorological_Satell.html。美國大氣研究高校協(xié)會UCAR（UniversityCorporationforAtmosphericResearch）網(wǎng)站是/。關(guān)于遙感和同化資料，可參看網(wǎng)頁/datasets/ds744.4/data/和/datasets/ds083.2/data/。關(guān)于NCEP全球風(fēng)場（U、V分量）資料，可參看網(wǎng)頁/datasets/ds083.2/。美國大氣研究國家中心NCAR（NationalCenterforAtmosphericResearch）的網(wǎng)站是/。美國全球變化研究計(jì)劃（U.S.GlobalChangeResearchProgram）的網(wǎng)站地址是

/。美國美國地質(zhì)勘探局（U.S.GeologicalSurvey）的網(wǎng)站

/

提供了許多水文資料。美國中央情報(bào)局（CentralIntelligenceAgency）的網(wǎng)站/cia/publications/factbook/

提供了許多地形資料。Unisys公司網(wǎng)站/

提供了許多天氣資料。

六.大學(xué)網(wǎng)站德克薩斯大學(xué)網(wǎng)頁/courses/ase389/sensors/alt/alt3.html提供了高度計(jì)科學(xué)信息，德克薩斯大學(xué)空間研究中心的網(wǎng)站/提供了高度計(jì)產(chǎn)品的海洋學(xué)應(yīng)用研究信息。在奧斯汀的德克薩斯大學(xué)空間研究中心CSR（CenterforSpaceResearch-UniversityofTexasatAustin）網(wǎng)站主頁是

/

。關(guān)于TOPEX/Poseidon的海洋學(xué)研究，可查閱網(wǎng)頁

/sst/gsdata.html

和另一網(wǎng)頁

/eqpac/。關(guān)于使用高度計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行海洋熱存儲、環(huán)流和厄爾尼諾（ElNi?o）現(xiàn)象研究，可查閱網(wǎng)頁/topex/activeties/elnino/sld001.html和/eqpac/elnino.html。關(guān)于SeaWiFS的海洋學(xué)研究，可查閱專設(shè)網(wǎng)頁/courses/ase389/midterm/courtney/seawifs.html/。邁阿密大學(xué)（UniversityofMiami）羅塞斯蒂海洋和大氣科學(xué)學(xué)校（RSMAS:RosenstielSchoolofMarine&AtmosphericScience）的網(wǎng)站地址是/；該學(xué)校遙感組的網(wǎng)站地址是/groups/rrsl/，該學(xué)校遙感組提供的關(guān)于MODIS的網(wǎng)頁地址是/groups/rrsl/modis/。

俄勒崗州立大學(xué)（OregonStateUniversity）遙感海洋光學(xué)小組（RemoteSensingOceanOpticsgroup）的網(wǎng)站是/ORSOO/；該遙感海洋光學(xué)小組提供的關(guān)于MODIS的網(wǎng)頁

/ORSOO/MODIS/DB/。

加利福尼亞大學(xué)（UniversityofCalifornia,SanDiego）的Scripps海洋研究所（ScrippsInstitutionofOceanography）的網(wǎng)站主頁是/，加利福尼亞大學(xué)提供的關(guān)于漂流浮標(biāo)的全球觀測系列（Argo）的網(wǎng)站主頁是/。加州大學(xué)（UniversityofCalifornia,SanDiego）、加州空間研究所（CaliforniaSpaceInstitute,）和Scripps海洋研究所（ScrippsInstitutionofOceanography）提供了地球科學(xué)研究網(wǎng)頁/，和NODC/Levitus資料的服務(wù)網(wǎng)頁/earthguide/diagrams/levitus/。哥倫比亞大學(xué)（ColumbiaUniversity）IRI/LDEO（InternationalResearchInstituteforClimatePrediction/Lamont-DohertyEarthObservatoryClimateDataLibrary）設(shè)立了氣候資料圖書館網(wǎng)頁/

和/docfind/databrief/intro.html，并且為NODC/Levitus資料設(shè)立了網(wǎng)頁/SOURCES/.LEVITUS94/

和

/SOURCES/.LEVITUS94/.MONTHLY/。提供全球風(fēng)場資料的網(wǎng)頁是/SOURCES/。提供SODA（SimpleOceanDataAssimilation）資料的網(wǎng)頁是/SOURCES/.UMD/.Carton/.goa/。天文動力學(xué)