風云二號衛星區域觀測策略確定

摘 要：該文研究了風云二號衛星02批和03批區域觀測的實施流程，確定了區域觀測實施時間的計算方法，對不同情況下單次區域觀測實施所需時間進行了計算，為區域觀測策略的確定提供保障。

關鍵詞：區域觀測 觀測策略 高頻次觀測

中圖分類號：P41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-03

2011年臺風“梅花”和深圳大運會FY2C衛星啟動高頻次區域觀測服務，提供10 min一次的觀測云圖，2012年FY2F衛星進行了13次區域觀測，提供了6 min一次的高頻次觀測云圖，為多次重大氣象服務提供保障，引起了極大的關注。

風云二號衛星區域觀測的成功實施，是區域觀測關鍵技術取得突破帶來的成果，其中也包含區域觀測的策略確定。根據風云二號衛星區域觀測策略，對風云二號衛星地面系統進行了適應性改造，使其滿足區域觀測的需求，使風云二號衛星02批和03批都具有了區域觀測業務運行的能力[1][2]。

該文分析風云二號衛星02批與03批區域觀測的特點，并根據來這些特點確定區域觀測策略。

1 02批與03批區域觀測的不同

風云二號衛星02批（C/D/E）三顆衛星和風云二號03批目前在軌的F星都具有區域觀測能力，但兩者有一定的區別，F星觀測更加靈活。目前在軌02批衛星設計了預定義15個掃描區域，掃描范圍已固定，掃描次數為1-4次，每次測控任務選定的掃描區域、掃描次數可由地面測控進行控制；設計15個區域掃描功能，最大區域1400行，掃描時間14 min，最小區域450行掃描時間4.5 min，中國區域800行掃描時間8 min。

03批衛星改變了02批區域固定的特點，通過設置觀測起始行和結束行位置，可以掃描0-2499行內的任意區域，使區域觀測更加靈活機動。

2 區域觀測實施流程及觀測策略確定

因區域觀測具有靈活快速的特點，必須建立相應的觀測策略配合，才能發揮其最大作用，如果觀測策略不合適，極有可能將區域觀測靈活快速的特點丟失，又可能影響衛星儀器安全。在制定觀測策略時，必須考慮包括掃描輻射計快速步進所需時間、狀態穩定所需時間、掃描時間、衛星安全等各種因素。因此就需先研究風云二號衛星單次區域觀測時間，計算出時間分辨率盡可能高（連續掃描周期盡可能短）掃描區域又滿足應用需求的掃描策略[3]。

2.1 風云二號02批區域觀測實施流程及策略確定

風云二號02批具有區域固定的特點，因此進行區域觀測時對衛星業務控制相對簡單，只需向衛星發送觀測的區域代號和觀測次數，就可以進行觀測，但相同區域每次最多觀測四次，如想繼續觀測，就必須重新對衛星進行業務控制。圖2為02批衛星區域觀測實施流程。在需要對相同區域進行連續觀測時，這就帶來一個問題，是每次都向衛星發送控制指令還是一次指令進行多次觀測比較合理，就需要先掌握每次觀測的時間，才能合理安排觀測任務。

平均單次觀測可以減少T1-T2=1.4 min，連續4次觀測，就可實現10 min區域觀測任務，一次指令多次觀測即可完成40 min4次A14區的觀測任務。以此為基準，2011年6月17日實施了A14區的實際觀測任務，附件1為當日時間表（部分），圓滿的完成了當時的實驗任務。

可見，風云二號02批衛星進行區域觀測，最短時間需要8 min，因此區域觀測模式下不能獲得更高時間分辨率的云圖。

采用一次觀測一次指令控制方式可以保證每張云圖都等間隔收取，但時間較長，一次指令控制多次觀測可以縮短任務時間，但每次指令獲取的幾張云圖間隔相同，指令之間獲取云圖的時間間隔稍有不同。

2.2 風云二號03批區域觀測實施流程及策略確定

風云二號03批衛星改變了02批區域觀測的方式，采用先向衛星注入掃描區域范圍（起始行和結束行），再指令控制衛星掃描的方式，這中方式具有靈活多變的特點，可以根據需要對觀測區域進行實時微調，可以保證對臺風等天氣的追蹤，由于可以觀測比02批更小的區域，因此觀測時間可以更短，獲得6 min甚至更短時間分辨率的觀測云圖。

由于衛星沒有下傳當前區域的起始行和結束行信息，因此，為保證衛星安全，最好的方式是每次都向衛星發送觀測區域范圍指令，然后再進行觀測。圖3為03批衛星區域觀測實施流程。

3 結語

風云二號02批衛星和03批衛星各有特點，02批區域固定，控制主要由衛星來實施，地面控制簡單，區域切換方便，但區域無法微調，因此在區域變化時不僅觀測范圍變化很大，時間分辨率變化也會很大。03批區域觀測范圍靈活，可以根據氣象服務要求對區域進行微調，而時間分辨率不變；因控制主要有地面系統來實施，關系衛星安全運行，運行管理人員責任重大，在確認觀測策略時需十分謹慎。

該文根據區域觀測流程確定了區域觀測時間的計算方法，為區域觀測的策略實施提供了保障，可為根據頻次的提出服務需求提供在此頻次下可以獲取的觀測范圍，或根據觀測范圍提出的需求提出可以實施的觀測時間分辨率，為風云二號衛星更好的進行氣象服務提供保障。

參考文獻

[1]劉斐.風云二號F星開啟氣象監測新格局[J].中國航天，2012（9）.

[2]李卿，王介康，曹亮.FY-2C業務靜止氣象衛星及發展展望[J].上海航天，2005，22（z1）.

[3]錢云.風云二號靜止氣象衛星雙星觀測策略[J].系統工程，2007，25（5）.