风云四号B星

2021年中国发射静止气象卫星

风云四号B星（代号：FY-4B）是中国风云四号静止轨道气象卫星系列的第二颗卫星，是在轨运行的风云四号A星（FY-4A）的姊妹星。在风云四号A星的基础上，B星进行了系统升级优化，各方面技术更为成熟，将成为中国第一颗第二代静止气象卫星业务星。

研制历程

历史背景

风云四号与风云二号相比，原始数据量提高了160倍，产品数据量提高了80倍，每日数据量高达4TB。可以为更好地为全国气象业务特别是省级气象业务提供卫星观测数据支撑，发挥气象卫星效益，需要突破海量数据分发的瓶颈，解决地方气象部门快速获取卫星数据的难题。

研制进程

2010年3月，风云四号科研试验卫星工程经报请中国国务院批准，开展立项研制。包括卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用共五个系统。

风云四号科研试验卫星地面应用系统工程初步设计方案中设计了四类主要数据服务手段，即风云四号卫星直接数据广播、CMACAST数据广播、气象业务内网分发、网站数据服务。

静止气象卫星实时资料在天气监测和预警业务应用中高时效性极端重要，为保障省级气象部门能够实时业务化获取气象卫星实时观测数据，建设卫星数据直收站是解决卫星资料播发的手段之一。

风云四号卫星地面系统将在省级直收站将建设卫星数据处理平台，实现实时收取的卫星数据处理、产品生成及共享。该平台建设将符合省级CIMISS标准规范，作为省级气象部门数据中心的一部分。与国家级CIMISS卫星数据资源池保持结构一致，目录统一，省级用户可通过遥感应用平台直接读取数据，省去数据检索和发现的过程。气象卫星省级数据服务体系架构如下图所示。同时，中国气象局的其他业务数据，也可通过风云四号卫星广播信道进行播发，由省级站接收后提供共享服务。

2016年12月11日，风云四号科研试验卫星在西昌卫星发射中心成功发射，12月17日定点于东经99.5度赤道上空静止轨道位置，并正式命名为风云四号A星（又称FY-4A）。

2021年6月3日0时17分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射风云四号B星，卫星顺利进入预定轨道。

2021年6月10日17时07分，风云四号B星成功定点于东经123.5度赤道上空静止轨道位置。

系统组成

总体设计

风云四号B型由于增加新载荷100多千克，卫星总体方案必须重新设计，卫星构型布局、供配电、热控、结构、电缆网、数传、动力学等方面均要有所改变。为此卫星整体构型上做出调整，星内的各类仪器设备重新安排布置，形成了B星新的总体方案。

风云四号卫星是中国第二代静止轨道气象卫星，可实现多光谱、高精度定量化测量，可获取高质量多通道地球表面和云的图像，实现大气温湿度三维结构探测、闪电探测，进行云图等遥感产品的广播。

风云四号B星是风云四号静止气象卫星系列的第二颗卫星，是在轨运行的风云四号A星（FY-4A）的姊妹星。风云四号A星属于科学试验型卫星，在轨性能稳定优异，已成为中国静止气象卫星的主力军。在风云四号A星的基础上，B星进行了系统升级优化，各方面技术更为成熟，将成为中国第一颗第二代静止气象卫星业务星。B星定点后，将与定点于东经104.7度的A星“联手”，进一步扩大中国静止轨道气象卫星观测范围：西达印度洋、东逾太平洋国际日界线，不仅完全覆盖中国国土面积，且囊括了西北太平洋、大洋洲等更广阔区域，使中国第二代静止轨道气象卫星实现双星运行、东西布局的业务模式。

卫星结构

风云四号卫星采用SAST5000平台，六面柱体结构，具有对地面积大、质心低等优点。采用单太阳电池翼方案，预留完整的对应一侧用作载荷辐射制冷器的散热面。采用三轴稳定姿态控制，与自旋稳定方式平台相比可显著提高对地观测效率，并为大气垂直探测和闪电观测提供必备条件。采用双总线体制，星务管理由低速1553B总线实现，载荷观测数据采用Space-Wire总线传输，配置灵活、可靠性高。卫星平台包括结构、热控、姿轨控、推进、电源、测控、数管、总体电路、数传、转发、数据收集等分系统。风云四号卫星设计寿命7年，发射质量约5400千克。

运载火箭

风云四号B型采用的长征三号乙运载火箭发射。长征三号乙运载火箭是中国运载火箭技术研究院在长征三号甲（CZ-3A）和长征二号E（CZ-2E）火箭的基础上研制的，以长征三号甲（CZ-3A）作为芯级，捆绑四枚2.25米直径液体助推器构成，助推器及其捆绑结构则与长征二号E基本相同。长征三号乙于1989年7月开始总体方案设计，1997年8月20日第二次发射成功。该火箭主要用于发射地球同步转移轨道卫星，亦可进行一箭多星发射或其它轨道卫星的发射。

长征三号乙火箭长56.5米，芯一、二级直径3.35米，芯三级直径3.0米，单个助推直径2.25米，起飞重量约456吨，地球同步转移轨道运载能力为5.5吨。长征三号乙作为中国用于商业发射服务的主力火箭，有效提高了长征三号系列火箭高轨道的运载能力，形成了完整系列。

设计参数

任务载荷

风云四号B星搭载有快速成像仪，面向短时临近预报需求提供优于1分钟间隔的区域高分辨率昼夜连续快速监测；搭载的快速成像仪卫星载荷可以实现1分钟间隔250米分辨率的高时空观测，能为精细化监测以及对台风、暴雨和中尺度灾害性天气的监测更加连续、灵活、精细。

多通道扫描成像辐射计，面向天气预报预警提供高精度多光谱监测服务；

干涉式大气垂直探测仪，为数值天气预报提供三维大气变化信息；

空间环境仪器包，可开展太阳和空间环境综合探测。

风云四号B星，测量精度更高，可以更好服务于气象预报。风云四号B星入轨以后能提供250米分辨率的测量，比风云四号A星提高了一倍，能提供0.05K（开氏温度）的测量灵敏度，比风云四号A星也提高了一倍。

运行历程

2020年8月4日，由中国气象局气象宣传与科普中心、国家卫星气象中心、中国航天科技集团八院、中国气象报社联合主办的“给风云卫星起昵称”活动正式启动，面向社会公众有奖征集“风云四号B星”昵称。

2021年6月3日00时17分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射风云四号B星，卫星顺利进入预定轨道，任务取得圆满成功。该星是中国新一代静止轨道气象卫星的首颗业务星，将与在轨运行的风云四号A星（科研星）组网协同工作，进一步加强对中小尺度灾害事件观测响应能力，为气象、农业、航空、海洋、水利、环保等国民经济领域提供信息保障服务。

2021年6月10日17时07分，风云四号02星成功定点于东经123.36度赤道上空静止轨道位置，正式命名为风云四号B星。

2021年7月1日，风云四号B星成功获取首批高精度高时效可见光观测图像。这批图像可直观显示对流云团的精细化结构，时空分辨率分别从5分钟、500米提高到1分钟、250米，提升了中小尺度云团连续快速监测能力，对强对流天气监测预警，特别是突发性中小尺度天气系统监测具有重要意义。

2022年6月1日，风云四号B星及其地面应用系统转入业务试运行，开始为全球用户提供观测数据和应用服务。

2022年12月1日，风云四号B星及其地面应用系统正式业务运行。业务运行后，风云四号B星将与风云四号A星实现双星组网，进一步满足中国及“一带一路”共建国家和地区对气象监测预报、应急防灾减灾等的服务需求。

2024年3月5日，经过近一个月的漂移及业务调试后，风云四号B星成功接替风云四号A星，在东经105度的静止轨道上恢复业务服务。B星轨位调整后，监测范围进一步西移，能为更多共建“一带一路”国家服务，提供天气预报、防灾减灾救灾等所需数据支撑。

技术创新

风云四号B星构建出了一套新的数据处理、传输、分发三位一体、既快又准还实的星地传输体系。

传输快速

风云四号B星作为静止轨道气象卫星，获取高时间分辨率观测数据是首要任务，数据处理和传输分发是其中不可替代的环节。

由此，作为卫星总体单位，中国航天科技集团八院509所与用户、承制单位一起打造了星地高速数据处理和传输分发体系。利用星地高速数据体系，B星遥感载荷在获取遥感数据等同时，实时发送至对地数传分系统进行数据处理，然后通过星地高速数据传输通道传输至地面数据中心站进行数据处理。

地面数据中心处理后，生成的各种气象产品通过星地转发系统高速信息转发（HRIT）通道和低速信息转发（LRIT）通道，将高频次的气象产品快速分发至全国各省、市、县等各级固定气象站和卫星覆盖区域的车载、船载移动接收终端。利用星地高速数据体系，从遥感载荷获取遥感数据至气象产品到达终端用户，仅需几分钟，就能为中国及周边地区及海域船只提供高频次气象数据。

数据准确

气象卫星之所以被业界称为“防灾减灾的第一道防线”，是由于卫星探测的遥感数据是监测和预测恶劣天气的发展和走势的第一手资料。因此，恶劣天气发生时的卫星遥感数据就显得尤为重要。

通过采用对恶劣天气不敏感的频段、GMSK调制方式、LDPC编码及合理的链路设计等多项技术，风云四号B星保证数据传输不畏台风暴雨，可以稳定可靠地传输至地面接收站，做到“穿狂风暴雨过、分毫不沾身”，从而保证地面中心站获取正确的遥感数据，辅助气象单位做出精确的气象预报，减少恶劣天气为国民生命财产可能带来的损失。

服务民生

风云四号B星作为风云四号系列首颗业务卫星，其星地数据传输分发系统进行了多项技术升级，切实让用户体验到方便、快捷。

同时，为将专用车辆、中小型船舶等移动平台纳入LRIT通道的服务群体，风云四号B星LRIT通道下行功率放大器输出功率提高1倍，地面接收终端天线口径缩小0.3倍，解决车辆、中小型船舶等移动平台上不易安装接收设备的问题。

为适应车辆、船舶等移动终端移动方向实时变化的应用场景，提高数据转发服务体验，将HRIT通道、LRIT通道下行微波信号极化方向由水平垂直双线极化更改为左右旋双圆极化，从而解决接收平台因方向变化导致极化隔离度下降、数据接收误码或中断的问题。风云四号B星此次还增加了高速KA频段高速原始遥感数据传输通道，支持快速成像仪对发生台风、局部灾害性天气区域快速探测时高速遥感数据的对地实时传输，从而提高中国对灾害性天气的预报、监控等应急能力，减少国家人民生命财产损失。

2021年7月17日以来，国家卫星气象中心根据中央气象台、河南省气象局的需求，第一时间启动风云四号B星快速成像仪的1分钟频率区域观测模式，将监测区域对准河南省及周边区域，实时监测河南及其周边区域云系变化情况。为了向河南特大暴雨灾害变化提供实时高频次数据和产品，卫星中心迅速打通了风云四号B星的数据传输通道，并及时更新了SWAP平台和软件系统。

总体评价

风云四号B星在继承A星技术状态的基础上，进一步提升了大气变化识别精度、空间分辨率等有效载荷的观测性能，新增快速成像仪载荷大幅提升了中小尺度灾害性天气预警预报能力。该星与A星组网后，将对洪涝、高温、寒潮、干旱、积雪、植被、沙尘暴等灾害进行多要素动态监测，观测区域将覆盖亚洲、太平洋中部和印度洋地区，大幅提升中国对台风、暴雨等灾害天气监测识别时效和预报准确率。

风云四号B星定点后，与定点于东经104.7度的风云四号A星“联手”，进一步扩大了中国静止轨道气象卫星观测范围：西达印度洋、东逾太平洋国际日界线，不仅完全覆盖中国国土面积，而且覆盖了西北太平洋、大洋洲等更广阔区域，使中国第二代静止轨道气象卫星实现双星运行、东西布局的业务模式。（中国国家航天局《中国航天报》评）

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