地球静止轨道环境业务卫星(GOES)的发展简况

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地球静止轨道环境业务卫星(GOES)的发展简况

天下无双

1966年美国在原主要用于通信试验的应用技术卫星（ATS）上装载了云图相机，每半小时拍摄1次。ATS卫星运行在地球静止轨道，其成功促使美国发展专门用于气象业务的GOES。
首颗GOES卫星于1975年10月16日发射。卫星仅重294kg，采用自旋来自稳定。截至2001年7月，该系列卫星已经发射了12颗，其中后5颗GOES为第3代地球静止环境业务卫星，重量增加到2 105kg，采用三轴稳定。
GOES卫星设计为双星运行，分别定位于135°W 和75°W 赤道上空，覆盖范围为20°W ～165°W ，约占全球1/3面积。每天24小时连续对西半球上空进行气象观测。卫星还能收集和转发数据收集平台的气象观测数据。
第1代业务静止气象卫星（GOES―1～3）装载了可见光/红外扫描辐射计（VISSR）。第2代业务静止气象卫星（GOES―4～7）除装有VISSR外，又增加了大气探测器，从而汽率责直裂步双厂现达能进行垂直温度和湿度探测。这2代卫星都是自旋稳定卫星，1994年4月13日首颗第3代业务静止气象卫星GOES―8发射成功，它采用三轴稳定，除成像仪外，星上还装载了独立的大气探测器。
2 新一代GOES特点
美国现使用的是第3代静止气象卫星。与前两代静止气象卫星相比，第3代的最大特点是改用三轴稳定方式，且星上垂直探测器和成像仪可同时独立进行探测。通过这些改进，卫星可获得连续和更为精确的观测资料。
这一代静止气象卫星的观测能力有重大改进。其成像仪有5个通道，大气垂直探测仪有19个通道，它们独立同时探测，不仅使观测精度大大提高，且探测区域可在东西、南北两个方向灵活控制，观测频次大为增加，这些功能对改进中小尺度天气系统的监视是十分有意义的。这一代卫星比上一代卫星的改进之处如下。
(1) 成像仪
· 通道增加，从2个通道增加到5个通道。
·树生封应伯灵敏度提高，探测器的等效噪声温差提高到0.14～0.3K。
·散称两食输强经沙成像区域东西及南北方向均灵活可控，全圆盘图成像时间为30min，3 000km×3 000km区域需3min，1 000km×1 000km区域需40s。由于成像区域灵活可变，因此观测频次可以增加。
·数据量化等级提高10bit。
(2) 垂直探测
垂直探测器通道数从12个增加到19个，分辨率从14km提高到8km，且灵敏度提高，探测时间缩短，探测3 000km×
3 000km区域只需42min。在静止气当或阿耐去情象卫星上装载垂直探测仪器，可以得到高频次的大气温度、湿度分布资料，这对中尺度系统天气的分析预报和中尺度数值预报模式都有极大的作用。
(3) 卫星姿态
卫星的姿态从自旋稳定改为三轴稳定，不但成像区域灵活可变，而且使得成像和垂直探测可以同时独立进行。采用三轴稳定后，原始资料传输的码速率下降。这样，低分辨率模拟云图（WEFAX）广播与成像及垂直探测也能同时进行。采用三轴稳定后，还可使卫星定位精度提高，这对于测风精度的提高很有利。
2001年7月23日入轨的GOES―12，除装有用于监视地球大气层的气象仪器外，还带有用于监视合力空错乙固错规显来自太阳大气层X射线的首台工作型仪器设备太阳X射线成像仪（SXI）。所以，这颗卫星除了用于探测地球气象环境外，还对太阳耀斑进行连续观测。它是第1颗搭载SXI的静止气象卫星，可对太阳的炽热大气每分钟拍摄一次，为美国国家海洋大气局、航宇局和美国空军提供最新的太阳耀斑信息。太阳耀斑会中断卫星和其它电子敏感系统的工作，而获取太阳耀斑信息有助于精确预报地磁风暴和太阳辐射风暴，故SXI具有里程碑意义。