1960年美国发射了第一颗气象卫星“泰罗斯-1”(TIROS-1)，人类从此进入从太空探测地球大气的时代。此后伴随国际空间对地遥感技术的发展，气象卫星在大气科学研究与应用中取得了令人瞩目的成就。卫星从低轨太阳同步轨道发展到高轨地球同步轨道，星上载荷观测谱段也从最初的可见光、红外发展到紫外、微波，并且同时具备了成像和探测能力。

1960年—1965年间美国共发射了10颗TIROS卫星，试验了多种遥感仪器，同时在卫星控制和云图传输方面积累了经验。

1966年美国第一代极轨业务气象卫星投入运行，利用光电照相系统和红外辐射计，获取全球云图，并实现了自动图像传输(APT)，到1969年美国第一代极轨业务气象卫星共发射了9颗。

美国第二代极轨业务气象卫星首发星ITOS于1970发射，采用三轴稳定技术。到1978年共发射了5颗以NOAA命名的卫星，星上装载的扫描辐射仪(SR)和甚高分辨率辐射计(VHRR)实现了昼夜云图的业务获取，使气象卫星具有了连续观测天气系统演变的能力，对天气预报产生了重要影响。

美国第三代极轨业务气象卫星TIROS-N/NOAA于1978年投入业务运行，到1998年20年间共发射了10颗卫星，星上由先进甚高分辨率扫描辐射计(AVHRR)代替了VHRR，增加了由高分辨率红外探测器(HIRS)、微波探测器(MSU)和平流层探测器(SSU)组成的星载大气探测系统(TOVS)，卫星资料以数字化高分辨率图像传输(HRPT)方式传输，气象卫星应用由此从定性走向定量。

美国第四代极轨业务气象卫星由1998年—2009年期间发射的5颗先进的泰罗斯-N卫星组成，命名为NOAA-15—NOAA-19，在原来5通道AVHRR的基础上，增加了夜间1.6 μm切换通道，由HIRS-2、AMSU-A/B组成了先进探测系统ATOVS取代了原来的TOVS系统，提升了星载大气探测能力。

2011年SNPP卫星的成功发射，拉开了美国新一代联合极轨卫星系统(JPSS)的序幕。SNPP的使命是完成NOAA向JPSS的过渡。SNPP卫星主要载荷包括可见光/红外成像辐射计(VIIRS)、跨轨扫描红外大气探测器(CrIS)、先进技术微波探测器(ATMS)、臭氧图像和廓线仪(OMPS)以及云和地球辐射能量系统(CERES)，其中VIIRS具有业务化微光探测能力，ATMS和CrIS通过微波和红外高光谱的联合，实现了地球大气全天候多要素的3维综合探测。在静止气象卫星方面，1966年美国宇航局(NASA)首次在地球静止轨道上实现了地球大气观测。

星上装载的旋转扫描云相机(SSCC)成功获取可见光图像，此后又发射了两颗装有可见光及红外自旋扫描辐射计(VISSR)的地球同步轨道试验卫星(SMS)，在此基础上，美国发展了四代静止轨道业务气象卫星。

1975年—1978年，美国发射了3颗第一代静止气象卫星(GOSE-1—GOSE-3)，实现了可见光及红外自旋扫描成像；1980年，第二代静止气象卫星首发星(GOSE-4)升空，其大气探测系统(VAS)实现了静止轨道大气探测； 1994年—2001年，第三代静止轨道业务气象卫星投入使用(GOSE-8—GOSE-12)，由于采用三轴稳定，卫星观测的时间分辨率得到极大提升；美国第四代静止气象卫星首发星2006年发射，星上配有19通道大气探测器，至今仍然在业务使用。

欧洲气象卫星的发展始于静止气象卫星。1977年欧洲气象卫星组织(EUMETSAT)发射了第一颗自旋稳定静止气象卫星Meteosat-1，星上主载荷为可见光/红外自旋扫描辐射计(VISSR)，卫星发射后成功获取到全球第一幅水汽图像，Meteosat-1到Meteosat-7组成欧洲第一代静止气象卫星MFG；欧洲第二代业务静止气象卫星MSG(Meteosat-8—Meteosat-11)从2002年开始使用，前3颗卫星仍然采用自旋稳定姿态控制方式，扫描辐射计空间分辨率可见光通道1 km，红外和水汽通道3 km，每15 min获取一幅图像，MSG-2(Meteosat-9)的RSS系统还可以每5 min获取到欧洲和北美洲上空的卫星云图；MSG-4于2015年发射升空，图像品质得到显著提升。

欧洲极轨业务气象卫星起步虽晚，但技术起点高，2006年欧洲气象卫星组织发射了第一颗极轨气象卫星METOP-A，METOP系列卫星独具特色的红外大气干涉探测器(IASI)，以及GPS掩星探测器(GPS-S)和散射计(ASCAT)，在全球对地观测系统中发挥了很好的作用。

除美国和欧洲之外，日本从1977年开始发射业务静止气象卫星GMS，此后陆续发射了5颗地球静止气象卫星，一直运行到2003年，GMS1-5采用自旋稳定的姿态控制方式，在东亚太平洋和澳大利亚地区的天气预报中发挥了积极作用。接替GMS卫星的是日本多功能传输卫星(MTSAT)，姿态控制改进为三轴稳定，云图成像时间大幅缩短，图像品质提高，3000 km×3000 km区域成像时间3 min，1000 km×1000 km区域成像时间只需40 s，极大地提高了对强对流中小尺度天气系统的高频次探测能力。随着卫星技术水平的进一步提高，卫星观测能力逐步加强，2014年发射的业务静止气象卫星向日葵8号(Himawari-8)装载了先进成像仪AHI(Advanced Himawari Imager)，可见光分辨率为0.5/1 km，红外分辨率为2 km，成像仪正常扫描获得全圆盘图时间小于10 min，区域扫描模式下每2.5 min获得一幅图像(方宗义，2014;方宗义 等，2004;李俊 等，2012)。

为满足国际地球科学试验的重大需求，除业务气象卫星外，各气象卫星运行国和组织，还发展了专用科学试验卫星和对地观测卫星，其中包括美国国家航空航天局(NASA)的雨云试验卫星计划(Nimbus)，NASA与日本空间探测局(JAXA)合作的“热带降水测量任务”卫星计划(TRMM/GPM)等。

中国从20世纪70年代开始独立自主地发展了风云极轨和静止两个系列气象卫星。1988年9月7日中国第一颗极轨气象卫星风云一号A星成功发射，揭开了中国风云气象卫星发展的序幕(许健民等，2006；杨军 等，2011)。

第一代极轨气象卫星风云一号由两个批次组成，FY-1(01)批包括FY-1A和FY-1B两颗试验星，卫星上装载了可见光红外扫描辐射计，数据采用HRPT方式传输(孟执中，2004)。

FY-1(02)批由FY-1C和FY-1D两颗业务星组成，分别于1999年5月10日和2002年5月15日发射升空，多通道扫描辐射计通道数从5个增加到10个，具备了海洋水色探测能力，实现了4通道4 km线性化空间分辨率的全球定量遥感。图 2是风云一号C星观测到的温带气旋云图。

第二代极轨气象卫星风云三号(FY-3)包括3个批次，其中FY-3(01)批由FY-3A和FY-3B两颗试验星组成，FY-3A于2008年5月27日发射升空，FY-3B于2010年11月5日发射升空，实现了极轨上下午轨道双星组网观测；卫星装载的遥感仪器包括10通道扫描辐射计(VIRR)、中分辨率光谱成像仪(MERSI)、红外分光计(IRAS)、微波成像仪(MWRI)、微波温度计(MWTS)、微波湿度计(MWHS)、地球/太阳辐射监测仪(ERM/SIM)、臭氧总量和垂直分布探测仪(TOU/SBUS)和空间环境监测仪(SEM)，实现了全球、全天候、多光谱、3维大气陆地和海洋特性参数的定量遥感，最高分辨率达到250 m(杨军 等，2009)。

FY-3(02)批由FY-3C和FY-3D两颗业务星组成，FY-3C星于2013年9月23日发射升空，FY-3C在FY-3(01)批基础上进一步提升星载遥感仪器的在轨性能，增加了GNSS大气掩星探测器(GNOS)，通过新增118 GHz探测频点和细化通道设计提升了微波大气探测能力，微波温湿度计发展到第二代业务型(MWTS-II和MWHTS)，卫星整体技术状态和性能水平与欧洲正在运行的METOP卫星相当。其中微波湿温探测仪(MWHTS/MWHS-Ⅱ)118 GHz氧气吸收线附近新增的一组探测通道在国际上引起关注。借鉴中国的成功经验，欧洲已经在其下一代业务极轨气象卫星上增加了这一探测频点。

中国静止气象卫星风云二号(FY-2)由3个批次组成，FY-2(01)批包括FY-2A和FY-2B两颗试验星，FY-2A于1997年成功发射，定点在东经105度上空，卫星主载荷是可见光和红外扫描辐射仪(VISSR)，可获取1.25 km空间分辨率的可见光以及5 km分辨率红外和水汽的图像，广播的资料包括高分辨率数字展宽资料(S-VISSR)、低分辨率模拟云图(WEFAX)和低分辨率传真图(S-FAX)，两颗试验卫星均采用自旋稳定方式。

FY-2(02)批由FY-2 C、FY-2 D和FY-2 E 3颗业务卫星组成，首颗业务静止气象卫星FY-2C于2004年成功发射，风云二号业务星上主载荷VISSR由试验星的3个通道增加到5个通道，并增加了星上蓄电能力，双星加密观测可以每15分钟获取一幅云图。

为确保向新一代静止气象卫星风云四号的平稳过渡，FY-2(03)批规划了FY-2F、FY-2G和FY-2H 3颗卫星，载荷主要技术指标以及卫星稳定性指标有所提升，特别是区域加密观测模式的启用，可以使卫星观测频次增加到每6分钟一次，风云二号静止轨道业务气象卫星云图已经成为每日全国天气会商的重要依据，并为亚太地区用户使用。

与常规地面观测站网相比，气象卫星不仅可以观测到广袤海洋上空和人迹罕至地区的天气过程，而且可以连续监测局地中小尺度天气变化(Rao 等，1990)。由于具备高频次全球覆盖能力，气象卫星极大地提升了人们对大气运动过程的认知能力。不仅如此，利用卫星资料，还可以反演大气及其它地球物理参数，定量分析大气、陆地和海洋的状态及变化；气象卫星数据同化技术的进步，也使卫星遥感数据用于数值天气预报成为可能。气象卫星数据应用主要经历了云图的目视解译、定量产品应用和数据同化应用3个发展过程。

气象卫星遥感数据最直接的应用就是图像解译。由于可以直观地看到天气系统发生、发展、传播和消亡的全过程，气象卫星升空后，天气系统是否能够翻越青藏高原、极地涡旋源地在哪里等困扰气象学家多年的问题迎刃而解，台风再也没能逃离人们的视野。

回顾历史，在云图解译方面，许多卫星气象学家做出了卓有成效的工作，这些工作奠定了云图天气分析的基础。Roger B. Weldon撰写的《水汽图像》一书，阐述了水汽图像原理，并通过卫星图像与探空数据的对比，揭示出水汽图像明暗区所反映的大气干湿状态，给出了利用水汽图像进行天气分析的方法，此书成为气象卫星水汽图像解译的经典。Vernon F. Dvorak的专著《卫星观测的热带云和云系》是云图解译的另一部巨著。Vernon F. Dvorak将数十年热带天气分析的体会集于此书，他不仅提出各种热带云团云系的识别方法，而且将其与热带辐合带(ITCZ)、热带高层系统、低层东风带系统等热带天气相结合，给出了分析热带天气系统以及系统之间相互作用的方法。特别是他提出的热带气旋定位和强度分析理论，至今仍被各国预报人员使用(Dvorak，1984)。云图解译的另一位巨匠是James Purdom，他借助动力气象学理论，从大气动力学和热力学的视角，淋漓尽致地阐述了气象卫星云图所揭示的大气动力和热力过程，并以此为依据，给出利用气象卫星云图预报天气的方法。他提出外流边界理论，指出暴雨云团下击暴流对周边暖湿空气产生动力强迫，可能触发新对流云，完美地解释了外流边界交汇处产生新雷暴的现象，这个理论成为短时临近预报的一个重要依据。

国内气象学家也在卫星天气学方面开展了研究与应用工作。早在20世纪70年代，中国科学院大气物理研究所的科学家们就利用当时极轨卫星的自动图片传送系统APT资料以及日本静止气象卫星GMS资料开展卫星天气学研究，陶诗言先生带领的研究团队指出气象卫星资料是高原和海上天气系统以及锋面和暴雨结构分析的有效手段(陶诗言 等，1979)，南京气象学院陈渭民老师将云图分析方法用于对中国天气系统的分析，撰写了《卫星云图分析手册》，国家卫星气象中心许键民院士不仅提出了国际一流的云导风算法，而且利用导风产品，对中国不同天气系统的流场特征进行了深入的分析，方宗义、江吉喜等人从云系图像特征的角度，通过大量个例分析，阐述了云系与天气形势的配合关系，提出卫星云图预报思路。上述工作为国内卫星云图的应用奠定了基础。

随着遥感仪器研制技术的进步和数字信号处理技术的发展，进入70年代，气象卫星已经使用数字信号获取地气系统观测数据。这种量化的观测数据，使得利用辐射传输理论反演计算大气、陆地和海洋参数成为可能。卫星应用随之快速发展，卫星效益进一步显现。在大气科学领域，大气温度与湿度廓线、云导风、降水估计、射出长波辐射云量、云顶亮温、云顶高度、云相态、云有效粒子半径、气溶胶光学厚度等一批大气参数产品为天气分析、气候诊断以及大气环境研究提供了强有力的支撑。其中典型应用包括：

(1)云顶亮温产品用于对流云发生、发展和消亡的监测；

(2)全球云量产品用于气候和气候变化研究；

(3)云导风产品揭示大气流场以及辐合辐散区位置；

(4)气溶胶光学厚度用于辐射强迫计算和环境监测；

(5)大气温度和湿度廓线产品用于大气不稳定度分析；

(6)降水估计产品解决海洋、沙漠等人烟稀少地区的雨量观测问题；

(7)射出长波辐射产品用于研究全球地气系统辐射收支。

通过反演计算，卫星对地气系统的辐射观测被转化成大气热力、动力和环境参数，使得天气系统之间的量化比对和环境与气候变化长期监测成为可能。实际上，目前绝大部分卫星天气诊断、卫星气候研究以及灾害遥感监测工作都基于卫星定量产品。遥感数据的定量应用代表着气象卫星资料应用的发展方向。

数值天气预报是现代天气预报的支柱，是大气科学发展的里程碑。回顾数值天气预报的发展，20世纪30年代芝加哥学派的动力气象理论，为数值天气预报奠定了理论基础，计算机技术的发展，使天气预报方程的有效解算成为可能，而卫星资料的同化，为数值天气预报水平的持续提高提供着越来越准确的初始场。

在气象卫星获取云图后不久，气象学家提出利用气象卫星空间连续覆盖的优势，将卫星资料同化到数值预报模式，以提高模式预报精度的思想。从理论上讲，卫星探测数据中确实包含着大气温度和湿度信息，应该可以改善模式预报结果，但由于早期的卫星资料同化思路是首先利用卫星资料反演大气温度和湿度廓线，再用这些反演出来的模式变量进行同化，而反演误差触发伪重力内波，导致实际卫星数据无法进入模式。尽管模式开发者在计算步长选取等方面采取了技术措施，一定程度上减小了卫星反演产品误差对模式的影响，但截止到20世纪80年代初，除了在缺乏常规观测资料的南半球，卫星资料产生有限的正效果外，其他地区的卫星资料同化始终是负效果。

为了解决反演误差被模式进一步放大的问题，Eyre和Lore(1989)提出不反演大气参数，直接同化卫星辐射观测资料的思想，卫星数据同化在南北半球都产生明显的正效果，平息了卫星观测到底是否有可能改进数值天气预报的纷争。随着卫星资料同化方法的不断发展以及新型气象卫星观测数据的不断获取，数值天气预报效果不断改进(图 3)，在世界顶级的数值天气预报中心ECMWF，已经有23种卫星资料和产品同化到业务模式之中(图 4)，风云三号微波温度计和微波湿度计也在ECMWF得到使用。中国气象局数值天气预报中心正在将风云卫星微波湿度计资料同化到GRAPES模式之中。卫星资料在数值天气预报中的同化已经成为气象卫星资料应用最为重要的领域。

气象卫星资料的反演和同化工作对数据精度要求极高，因此，遥感仪器的辐射定标就成为数据定量应用的关键。尽管大部分气象卫星遥感仪器都考虑了在轨定标，但由于卫星发射的强烈冲击以及恶劣的太空环境影响，仪器状态变化在所难免，需要不断校正。利用地面辐射特性均匀稳定的目标，将其作为辐射标定的自然基准，通过卫星过境时的星地同步观测，对卫星遥感仪器进行标定，即所谓辐射校正，就成为确保在轨卫星观测精度的有效手段。

作为空间遥感大国，美国和法国分别选择了新墨西哥州白沙导弹靶场和马赛西北La Crau作为辐射校正试验场。上述辐射校正试验场的使用，有效检测了卫星遥感仪器的衰减，实现了对观测数据的辐射校正，确保了仪器的定标精度。

中国第一颗气象卫星发射之后，一些有前瞻性的科学家就提出中国不仅要发展自己的遥感卫星，而且要发展自主的遥感卫星辐射校正系统，1994年，王大珩院士主持 “中国遥感卫星辐射校正场实施方案”论证，前国家计划委员会、国防科工委随后启动了射校正场建设项目。项目围绕国产卫星多系列、全谱段、多分辨遥感数据辐射校正的重大需求，经过7个部委前后8年的联合攻关，突破了国产卫星有效载荷辐射校正关键技术，建立了高精度辐射标准传递系统，解决了野外双向反射分布函数(BRDF)快速测量问题，形成了复杂耦合过程的全链路辐射校正误差控制方法，最终通过卫星遥感普查、航空遥感勘查和野外实地考察相结合的手段确定了敦煌可见光和青海湖红外辐射校正场，这一工作的完成使中国成为继美国和法国之后，世界上第3个开展辐射校正场建设的国家。2002年，陈述彭院士主持了校正场建设项目国家验收。此后国家继续支持辐射校正系统的发展，又实现了对微波载荷的辐射校。从技术水平上看，中国遥感卫星辐射校正场可见光辐射校正整体定标精度(误差6%)与美国NOAA相当、“光辐射功率标准”10年不确定度(0.035%)达到美国标准与技术局NIST水平，光学场均匀性(2%)和稳定性(3%)超过了法国LaCrau和美国白沙场，达到了国际先进水平。

中国遥感卫星辐射校正场建成后承担了中国气象、海洋、神州、资源等卫星各系列22颗遥感卫星的辐射校正任务，校正图像超过800万幅，数据总量超过200 TB，对中国遥感卫星定标改进及数据定量化应用产生了决定性的影响。

目前各气象卫星拥有国都在按照自己的卫星发展计划发展气象卫星观测系统。中国也制订了《风云气象卫星2020年发展规划》，明确了风云三号后续星和新一代静止气象卫星风云四号的发展(李俊和方宗义，2012)。从天气预报和数值天气预报角度看，目前气象卫星主要存在如下3个重大挑战。

因为具有很好的穿透性，微波探测成为获取大气垂直结构、特别是云雨大气内部热力结构和微物理结构的有效方法(图 5)。欧洲数值天气预报中心的研究表明，卫星微波观测资料对于数值天气预报的作用最大(图 4)。然而，受仪器制造技术水平以及卫星轨道高度与地面分辨率理论关系的制约，目前气象卫星微波载荷都装载在轨道高度相对较低的极轨气象卫星之上。极轨卫星双星观测体系只能够保障6 h的重访周期，暴雨强对流天气的典型生命史也只有6 h，卫星较长的回归周期限制了微波资料在灾害性天气监测中的应用。即使未来通过多星组网的方式使极轨气象卫星的观测频率增加到每3 h一次，也无法完全满足天气预报对台风、暴雨、强对流等中小尺度灾害性天气系统多变的动力和热力场监测的需要(图 6)。发展静止轨道大气微波探测技术，实现对地球大气全天候和全天时的观测，对来有效监测中小尺度灾害性天气系统，提高天气预报的准确率意义重大。这正是目前国际气象卫星大国都在致力于发展静止轨道微波探测的原因。

国家高技术研究发展计划(863计划)地球观测与导航领域领域在“十一五”和“十二五”分别部署了重点项目，支持静止轨道真实孔径反射面天线和综合孔径稀疏阵列天线微波成像技术研究，目前已经突破了关键技术，完成了静止轨道双模态毫米波/亚毫米波辐射探测成像仪原理样机研制，实现了低频段(50—56 GHz)与高频段(183 GHz和118 GHz)的联合观测。这一成果与美国GEM和欧洲GOMAS静止轨道微波探测技术水平相当，静止轨道微波卫星计划已经纳入风云四号气象卫星发展规划，中国有望成为世界上第1个将静止轨道微波探测卫星送入太空的国家。

回顾过去的30年，随着越来越多卫星资料的使用，欧洲数值预报中心500 hPa等压面距平相关系数持续提高，表明卫星资料的使用有效地改进了模式对大尺度天气形势的预报。然而，就中小尺度暴雨落区预报准确率而言，多年来TS(Threat Scores)评分始终徘徊在0.2—0.3之间，究其原因，主要是因为大气环流本质上是太阳辐射加热行星大气，产生热力驱动，动力场不断向热力场的适应过程。由于行星大气的巨大质量，动力场向热力场的适应具有时间滞后性，随着时间和空间尺度的减小，天气系统的发生、发展和消亡过程从热力场主导，向动力场主导的方向发展。因此，仅凭对大气热力场的观测无法很好地解决非地转条件下中小尺度暴雨的短临预报问题(卢乃锰 等，2016)。目前用于数值天气预报同化的卫星资料，绝大部分都是对大气热力场的观测(图 4)，这是暴雨预报准确率难以提高的根本原因。

鉴于动力场观测的重要性，世界气象组织在正式发表的《全球数值天气预报发展指导意见》中指出，全球风廓线观测是未来应该最优先(The Number One Priority)发展的观测手段。美国国家科学院在《地球观测未来十年展望》中，也不约而同地将风场观测放在最为重要的位置，指出：“即便是辐射观测数据同化已经取得很好效果的今天，风场仍然是一个绝对关键的参数(Critical Parameter)，它所揭示的大气涡度信息对于精准数值天气预报具有无可替代的作用(unique roles)”。世界气象组织和美国科学院都将发展全球风场观测列为未来大气观测技术发展的第一要务。

为了解决大气动力场的观测问题，欧洲发起了卫星测风计划(ALADIN)，试图通过发射激光雷达侧风卫星，填补全球大气动力场观测的空白。美国也在酝酿HDWL计划，利用星载双波长激光雷达得到风场垂直结构，用于模式同化。

回顾大气科学的发展，从地面观测促成Bjekness挪威学派极风理论的创建，到无线电探空支撑罗斯贝长波理论的产生，无不重复着观测技术推动科学理论发展，科学理论带动观测技术进步的过程(Bjerknes，1921)。可以预见，未来全球大气动力场的卫星观测将对提高天气预报准确率，特别是改善气压梯度力主导的热带地区天气预报的准确率以及非地转平衡条件下中小尺度暴雨短时临近预报准确率产生决定性影响。

尽管在应用需求的牵引下，遥感卫星辐射定标精度有了显著的提高，然而，随着卫星遥感应用的深入，定量化应用的需求也在不断提高。遥感卫星辐射定标误差的存在一直是制约国内外遥感卫星数据在气象、资源、环境、灾害监测等领域精细化应用的瓶颈问题。以气候变化研究为例，由于过去100年间全球平均气温仅有0.7 K的变化，对其进行有效监测就需要遥感卫星辐射定标精度稳定在误差0.1 K/10年的水平，比目前的定标水平高出一个数量级。为了解决遥感卫星超高精度辐射定标问题，美国国家大气海洋局(NOAA)、航空航天局(NASA)、国家标准技术局(NIST)联合提出了共同发展超高精度空间辐射测量卫星计划CLAREEO(Climate Absolute Radiance and Refractivity Observatory)，试图举全国之力，实现卫星遥感观测向国际单位的溯源，解决现有遥感卫星的定标精度无法满足应用需求的问题。欧洲也提出了类似的定标卫星计划TRUTH计划。

目前我国遥感卫星的运行成本高达每日数千万元，卫星定标误差所造成的数据质量问题制约着卫星效益的发挥。未来20年，除已有的气象、海洋、资源、环境减灾等业务卫星观测计划外，我国还将相继实施“高分辨对地观测系统”、“空间基础设施”等多个重大空间观测计划，部署的遥感载荷数目将大幅度增加，载荷的功能和科学使命将出现前所未有的细分和多样化。提高观测定量化水平，在全谱段满足高精度的定标要求，是实现空间科学应用目标的必要条件。发展新型定标技术，解决困扰遥感卫星定量应用的辐射定标问题势在必行。为此，国家高科技研究发展计划(863计划)研究计划提出辐射测量基准卫星的概念，并部署了先期研究项目，旨在用3—4个五年计划的时间，通过一系列原理性突破，研制具有极高辐射测量精度的空间辐射测量基准卫星，利用定标星与其它遥感业务卫星轨道交叉时的同步观测，实现对遥感业务星的标定，进而从根本上解决目前遥感卫星定标精度不高，长期稳定性差的问题。它的实现将有望使我国遥感卫星可见光谱段定标误差从现在的5%—7%减小到1%以内，红外谱段定标误差从1—2 K减小到0.1 K。这一具有原创性、实用性和颠覆性的技术，可以有效解决未来遥感载荷复杂定标系统所带来的高成本问题，对实现地球系统超高精度连续观测，确保遥感卫星观测数据的高精度定量化应用，特别是在气候变化研究中的应用，产生决定性影响。

回顾历史，以美国、欧洲和中国极轨和静止气象卫星为代表的各国气象卫星已经构成了全球大气天基业务观测系统，卫星资料在图像解译、数据同化以及定量产品应用等方面发挥着重要作用，展望未来，静止轨道微波探测、全球大气动力场探测以及空间辐射测量基准测量技术将成为气象卫星遥感技术新的重要发展方向。