气象卫星的工作原理

 气象卫星是对大气层进行气象观测的人造卫星，属于一种专门的对地观测卫星或遥感卫星，具有范围大、及时迅速、连续完整的特点，并能把云图等气象信息发给地面用户。气象卫星具有除一般卫星的基本结构和部件外，还携带各类遥感仪器，包括电视摄像机、红外探测仪、射电探测仪、多谱段探测仪、气象雷达以及数据传输设备。气象卫星的轨道一般分两种：一种是太阳同步轨道，它的轨道高度较低，能够实现全球覆盖，用于观测天气变化的细节；一种是静止轨道，它能够观测地球表面40%固定区域天气大系统的变化。这两种卫星获得的云图共同使用，可完成天气的近期和远期预报。

      气象卫星接收系统

气象卫星地面系统，指的是测量、控制气象卫星并接收和处理其气象信息的地面系统。它的任务是对气象卫星进行跟踪测量、控制、实行功能管理并接收、记录、处理和分发卫星发回的气象观测数据和空间环境数据，收集和向卫星转发地面和大气环境数据。气象卫星地面系统由数据接收与测控站、数据处理中心、数据收集系统、数据利用站组成。 

（1）数据接收与测控站 主要由接收系统、测控系统和通信设备组成。极轨道卫星系统有多个数据接收和测控站，而静止卫星系统一般只有一个站。它的主要功用是接收气象卫星遥感器感测的信息、经由卫星转发的数据收集平台的数据、空间环境监测器的信息以及卫星本身的遥测数据，经通信设备将这些信息送往数据处理中心。它还将卫星控制中心送来的遥控指令发送给气象卫星。此外，静止气象卫星的数据接收与测控站还要把数据处理中心发来的高低分辨率的云图、天气传真图、对数据收集平台的询问信号转发给气象卫星，根据卫星控制中心的指令对卫星进行跟踪测量并将测得的数据送到数据处理中心。 

（2）数据处理中心 由计算机、外围设备和相应软件组成。它对数据接收与测控站送来的信息进行记录、处理，提取各种有用信息，制出各种天气图，把各种观测数据变换成定量的气象数据，分发给天气预报部门和其他用户。这个中心还对整个气象卫星系统进行监视和指挥调度。数据处理中心配备高速大容量计算机，现代常采用人机对话系统处理气象卫星数据。这是一种由数据库管理、应用处理机、显示设备和磁盘等组成的系统，使用灵活，适应范围广，能根据用户实际要求提取和判释更多的有用信息。 

（3）数据收集系统 包括设在陆地、海洋和航空器上的大量自动环境数据收集站，即数据收集平台。配置不同的传感器可收集不同的环境数据，经采样、量化、编码、调制和放大后通过天线发给气象卫星。这些数据可以是气象、海洋、水文、地震等方面的数据。每个气象卫星的数据收集系统可以收集数千个到上万个平台的数据。数据收集平台一般设置在高山、沙漠、海洋、船舶、气球、飞机或人烟稀少的边远地区以及其他需要监视的地区。它们收集到的数据经气象卫星转发，数据接收站接收，送给数据处理中心，经加工处理后分送有关用户。 

（4）数据利用站 接收气象卫星实时发送的各种云图，供有关地区使用。常用的数据利用站有：自动图像传送云图站，用以接收极轨卫星发送的实时低分辨率模拟云图；高分辨率图像传送云图站，用以接收极轨气象卫星发送的高分辨率数字化云图；小型数据站，用以接收静止气象卫星发送的低分辨率模拟云图；中型数据站，用以接收静止气象卫星发送的高分辨率数字化云图或模拟传真云图。