風雲四號B星

風雲四號與風雲二號相比，原始數據量提高了160倍，產品數據量提高了80倍，每日數據量高達4TB。可以為更好地為全國氣象業務特別是省級氣象業務提供衞星觀測數據支撐，發揮氣象衞星效益，需要突破海量數據分發的瓶頸，解決地方氣象部門快速獲取衞星數據的難題 ^[12]  。

2010年3月，風雲四號科研試驗衞星工程經報請中國國務院批准，開展立項研製。包括衞星、運載火箭、發射場、測控和地面應用共五個系統 ^[14]  。

風雲四號科研試驗衞星地面應用系統工程初步設計方案中設計了四類主要數據服務手段，即風雲四號衞星直接數據廣播、CMACAST數據廣播、氣象業務內網分發、網站數據服務。

靜止氣象衞星實時資料在天氣監測和預警業務應用中高時效性極端重要，為保障省級氣象部門能夠實時業務化獲取氣象衞星實時觀測數據，建設衞星數據直收站是解決衞星資料播發的手段之一。

風雲四號衞星地面系統將在省級直收站將建設衞星數據處理平台，實現實時收取的衞星數據處理、產品生成及共享。該平台建設將符合省級CIMISS標準規範，作為省級氣象部門數據中心的一部分。與國家級CIMISS衞星數據資源池保持結構一致，目錄統一，省級用户可通過遙感應用平台直接讀取數據，省去數據檢索和發現的過程。氣象衞星省級數據服務體系架構如下圖所示。同時，中國氣象局的其他業務數據，也可通過風雲四號衞星廣播信道進行播發，由省級站接收後提供共享服務 ^[12]  。

2016年12月11日，風雲四號科研試驗衞星在西昌衞星發射中心成功發射，12月17日定點於東經99.5度赤道上空靜止軌道位置，並正式命名為風雲四號A星（又稱FY-4A） ^{[14]  [19]}  。

2021年6月3日0時17分，中國在西昌衞星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射風雲四號B星，衞星順利進入預定軌道 ^[4-6]  。

2021年6月10日17時07分，風雲四號B星成功定點於東經123.5度赤道上空靜止軌道位置 ^[10]  。

風雲四號B型由於增加新載荷100多千克，衞星總體方案必須重新設計，衞星構型佈局、供配電、熱控、結構、電纜網、數傳、動力學等方面均要有所改變。為此衞星整體構型上做出調整，星內的各類儀器設備重新安排佈置，形成了B星新的總體方案 ^[18]  。

風雲四號衞星是中國第二代靜止軌道氣象衞星，可實現多光譜、高精度定量化測量，可獲取高質量多通道地球表面和雲的圖像，實現大氣温濕度三維結構探測、閃電探測，進行雲圖等遙感產品的廣播 ^[9]  。

風雲四號B星是風雲四號靜止氣象衞星系列的第二顆衞星，是在軌運行的風雲四號A星（FY-4A）的姊妹星。風雲四號A星屬於科學試驗型衞星，在軌性能穩定優異，已成為中國靜止氣象衞星的主力軍。在風雲四號A星的基礎上，B星進行了系統升級優化，各方面技術更為成熟，將成為中國第一顆第二代靜止氣象衞星業務星。B星定點後，將與定點於東經104.7度的A星“聯手”，進一步擴大中國靜止軌道氣象衞星觀測範圍：西達印度洋、東逾太平洋國際日界線，不僅完全覆蓋中國國土面積，且囊括了西北太平洋、大洋洲等更廣闊區域，使中國第二代靜止軌道氣象衞星實現雙星運行、東西佈局的業務模式 ^[11]  。

風雲四號衞星採用SAST5000平台，六面柱體結構，具有對地面積大、質心低等優點。採用單太陽電池翼方案，預留完整的對應一側用作載荷輻射製冷器的散熱面。採用三軸穩定姿態控制，與自旋穩定方式平台相比可顯著提高對地觀測效率，併為大氣垂直探測和閃電觀測提供必備條件。採用雙總線體制，星務管理由低速1553B總線實現，載荷觀測數據採用Space-Wire總線傳輸，配置靈活、可靠性高。衞星平台包括結構、熱控、姿軌控、推進、電源、測控、數管、總體電路、數傳、轉發、數據收集等分系統。風雲四號衞星設計壽命7年，發射質量約5400千克 ^[13]  。

風雲四號B型採用的長征三號乙運載火箭發射。長征三號乙運載火箭是中國運載火箭技術研究院在長征三號甲（CZ-3A）和長征二號E（CZ-2E）火箭的基礎上研製的，以長征三號甲（CZ-3A）作為芯級，捆綁四枚2.25米直徑液體助推器構成，助推器及其捆綁結構則與長征二號E基本相同。長征三號乙於1989年7月開始總體方案設計，1997年8月20日第二次發射成功。該火箭主要用於發射地球同步轉移軌道衞星，亦可進行一箭多星發射或其它軌道衞星的發射。

長征三號乙火箭長56.5米，芯一、二級直徑3.35米，芯三級直徑3.0米，單個助推直徑2.25米，起飛重量約456噸，地球同步轉移軌道運載能力為5.5噸。長征三號乙作為中國用於商業發射服務的主力火箭，有效提高了長征三號系列火箭高軌道的運載能力，形成了完整系列 ^[28]  。

風雲四號B星搭載有快速成像儀，面向短時臨近預報需求提供優於1分鐘間隔的區域高分辨率晝夜連續快速監測；搭載的快速成像儀衞星載荷可以實現1分鐘間隔250米分辨率的高時空觀測，能為精細化監測以及對台風、暴雨和中尺度災害性天氣的監測更加連續、靈活、精細 ^[26-27]  。

多通道掃描成像輻射計，面向天氣預報預警提供高精度多光譜監測服務；

干涉式大氣垂直探測儀，為數值天氣預報提供三維大氣變化信息；

空間環境儀器包，可開展太陽和空間環境綜合探測 ^[2]  。

風雲四號B星，測量精度更高，可以更好服務於氣象預報。風雲四號B星入軌以後能提供250米分辨率的測量，比風雲四號A星提高了一倍，能提供0.05K（開氏温度）的測量靈敏度，比風雲四號A星也提高了一倍 ^[3]  。

2020年8月4日，由中國氣象局氣象宣傳與科普中心、國家衞星氣象中心、中國航天科技集團八院、中國氣象報社聯合主辦的“給風雲衞星起暱稱”活動正式啓動，面向社會公眾有獎徵集“風雲四號B星”暱稱 ^[1]  。

2021年6月3日00時17分，中國在西昌衞星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射風雲四號B星，衞星順利進入預定軌道，任務取得圓滿成功。該星是中國新一代靜止軌道氣象衞星的首顆業務星，將與在軌運行的風雲四號A星（科研星）組網協同工作，進一步加強對中小尺度災害事件觀測響應能力，為氣象、農業、航空、海洋、水利、環保等國民經濟領域提供信息保障服務 ^[6]  。

2021年6月10日17時07分，風雲四號02星成功定點於東經123.36度赤道上空靜止軌道位置，正式命名為風雲四號B星。 ^[10] 

2021年7月1日，風雲四號B星成功獲取首批高精度高時效可見光觀測圖像。這批圖像可直觀顯示對流雲團的精細化結構，時空分辨率分別從5分鐘、500米提高到1分鐘、250米，提升了中小尺度雲團連續快速監測能力，對強對流天氣監測預警，特別是突發性中小尺度天氣系統監測具有重要意義。 ^[20] 

2022年6月1日，風雲四號B星及其地面應用系統轉入業務試運行，開始為全球用户提供觀測數據和應用服務。 ^[22] 

2022年12月1日，風雲四號B星及其地面應用系統正式業務運行。業務運行後，風雲四號B星將與風雲四號A星實現雙星組網，進一步滿足中國及“一帶一路”共建國家和地區對氣象監測預報、應急防災減災等的服務需求。 ^[23-24] 

2024年3月5日，經過近一個月的漂移及業務調試後，風雲四號B星成功接替風雲四號A星，在東經105度的靜止軌道上恢復業務服務。B星軌位調整後，監測範圍進一步西移，能為更多共建“一帶一路”國家服務，提供天氣預報、防災減災救災等所需數據支撐。 ^[29] 

風雲四號B星構建出了一套新的數據處理、傳輸、分發三位一體、既快又準還實的星地傳輸體系。

風雲四號B星作為靜止軌道氣象衞星，獲取高時間分辨率觀測數據是首要任務，數據處理和傳輸分發是其中不可替代的環節。

由此，作為衞星總體單位，中國航天科技集團八院509所與用户、承製單位一起打造了星地高速數據處理和傳輸分發體系。利用星地高速數據體系，B星遙感載荷在獲取遙感數據等同時，實時發送至對地數傳分系統進行數據處理，然後通過星地高速數據傳輸通道傳輸至地面數據中心站進行數據處理。

地面數據中心處理後，生成的各種氣象產品通過星地轉發系統高速信息轉發（HRIT）通道和低速信息轉發（LRIT）通道，將高頻次的氣象產品快速分發至全國各省、市、縣等各級固定氣象站和衞星覆蓋區域的車載、船載移動接收終端。利用星地高速數據體系，從遙感載荷獲取遙感數據至氣象產品到達終端用户，僅需幾分鐘，就能為中國及周邊地區及海域船隻提供高頻次氣象數據 ^{[11]  [17]}  。

氣象衞星之所以被業界稱為“防災減災的第一道防線”，是由於衞星探測的遙感數據是監測和預測惡劣天氣的發展和走勢的第一手資料。因此，惡劣天氣發生時的衞星遙感數據就顯得尤為重要。

通過採用對惡劣天氣不敏感的頻段、GMSK調製方式、LDPC編碼及合理的鏈路設計等多項技術，風雲四號B星保證數據傳輸不畏颱風暴雨，可以穩定可靠地傳輸至地面接收站，做到“穿狂風暴雨過、分毫不沾身”，從而保證地面中心站獲取正確的遙感數據，輔助氣象單位做出精確的氣象預報，減少惡劣天氣為國民生命財產可能帶來的損失 ^[11]  。

風雲四號B星作為風雲四號系列首顆業務衞星，其星地數據傳輸分發系統進行了多項技術升級，切實讓用户體驗到方便、快捷。

同時，為將專用車輛、中小型船舶等移動平台納入LRIT通道的服務羣體，風雲四號B星LRIT通道下行功率放大器輸出功率提高1倍，地面接收終端天線口徑縮小0.3倍，解決車輛、中小型船舶等移動平台上不易安裝接收設備的問題。

為適應車輛、船舶等移動終端移動方向實時變化的應用場景，提高數據轉發服務體驗，將HRIT通道、LRIT通道下行微波信號極化方向由水平垂直雙線極化更改為左右旋雙圓極化，從而解決接收平台因方向變化導致極化隔離度下降、數據接收誤碼或中斷的問題。風雲四號B星此次還增加了高速KA頻段高速原始遙感數據傳輸通道，支持快速成像儀對發生颱風、局部災害性天氣區域快速探測時高速遙感數據的對地實時傳輸，從而提高中國對災害性天氣的預報、監控等應急能力，減少國家人民生命財產損失 ^{[11]  [15]}  。

2021年7月17日以來，國家衞星氣象中心根據中央氣象台、河南省氣象局的需求，第一時間啓動風雲四號B星快速成像儀的1分鐘頻率區域觀測模式，將監測區域對準河南省及周邊區域，實時監測河南及其周邊區域雲系變化情況。為了向河南特大暴雨災害變化提供實時高頻次數據和產品，衞星中心迅速打通了風雲四號B星的數據傳輸通道，並及時更新了SWAP平台和軟件系統。 ^[21] 

風雲四號B星在繼承A星技術狀態的基礎上，進一步提升了大氣變化識別精度、空間分辨率等有效載荷的觀測性能，新增快速成像儀載荷大幅提升了中小尺度災害性天氣預警預報能力。該星與A星組網後，將對洪澇、高温、寒潮、乾旱、積雪、植被、沙塵暴等災害進行多要素動態監測，觀測區域將覆蓋亞洲、太平洋中部和印度洋地區，大幅提升中國對台風、暴雨等災害天氣監測識別時效和預報準確率 ^[8]  。

風雲四號B星定點後，與定點於東經104.7度的風雲四號A星“聯手”，進一步擴大了中國靜止軌道氣象衞星觀測範圍：西達印度洋、東逾太平洋國際日界線，不僅完全覆蓋中國國土面積，而且覆蓋了西北太平洋、大洋洲等更廣闊區域，使中國第二代靜止軌道氣象衞星實現雙星運行、東西佈局的業務模式 ^[10]  。（中國國家航天局 《中國航天報》評）