星空万象

5月1日，风云三号G星，也就是我们常说的“降水星”，正式投入业务运行。

风云三号G星于2023年4月16日成功发射，是我国首颗低倾角轨道降水测量卫星，主要用于降水气候学研究以及灾害性天气系统降水监测，能提供全球中低纬地区降水三维结构信息。其成功发射使我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民用气象卫星的国家。

图片来源：央视新闻

风云三号G星地面系统副总设计师陈林表示，降水的全球观测，特别是三维结构的观测，一直以来是气象探测的一个难点问题。我国“降水星”的发射，实际上是我国降水的全球观测能力和三维结构探测能力跃上了一个新台阶。

风云三号G星的“独门绝技”

01 给降水做个“CT”

获取降水资料，传统上主要通过雨量计、地基雷达等手段，但由于地面设备配置数量有限且分布不均，难以获取大范围高空间分辨率的地面降水信息。

风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”——星载Ku、Ka双频降水测量雷达，将雷达观测分辨率高和卫星观测范围广的优势结合起来，可通过向大气发射无线电磁波信号，接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号，获取垂直方向不同高度层的降水结构信息，实现垂直方向降水的探测。

同时，该卫星还能利用雷达跨轨方向的扫描能力，实现对水平方向的降水探测，从而具备自上而下获取三维结构信息的能力，如同对大气降水进行“CT”扫描。

02 对台风暴雨“精确把脉”

风云三号G星也被气象部门称为“降水星”，是我国第20颗风云气象卫星。它是我国首颗对降水进行主动测量的卫星，通过星地雷达融合应用可实现全球三维大气、云和降水结构探测，将应用于台风、暴雨和其他极端灾害性天气监测预报与气候研究，显著改善全球暴雨等灾害早期预警能力。同时，在生态环境、能源、农业、健康等领域发挥作用。

03 灵动跳出“太空芭蕾”

风云三号G星运行在低轨低倾角的非太阳同步轨道，太阳会定期出现在轨道面的左右两侧，光照条件的不断变化使得卫星外部热环境变化复杂。要保证外部热环境和单机工作环境稳定，卫星需要保持始终以同一侧面面向太阳。

为此，姿轨控系统设计了自主偏航姿态机动模式，当太阳光从轨道面的一侧运动到另一侧时，卫星将自动完成180度转身，灵动地跳出“太空芭蕾”。

另外，风云三号G星的运行轨道距离地面约407公里，大气密度较高，在太阳活动高年，卫星1天的轨道高度衰减可达600多米。而根据任务要求，卫星轨道高度要控制在100米的偏差以内。研制团队凝聚集体智慧，实现了卫星轨道高度维持、偏心率与轨道相位协同自主控制，使得卫星能一直以固定高度经过同纬度地区上空，保障其业务应用效能。

“试用期”内硕果累累

自2023年10月23日起，风云三号G星已完成超过6个月的业务试运行工作。在试运行期间，星地系统运行稳定，在卫星平台、星上载荷、卫星测控等状态正常的条件下，数据接收、数据处理、产品分发和数据存档成功率等四项考核指标均已达标。

在轨测试和试运行期间，风云三号G星不仅在汛期高影响天气分析、成都大运会、杭州亚运会等汛期和重大活动气象服务保障中取得明显应用效果，还成功探测巴西、马尔代夫等国家极端暴雨的三维结构，在服务国际社会方面发挥了应用效益。

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