张衡一号

中国研制发射的首个地震立体观测体系天基平台、首颗地球物理场探测卫星

张衡一号电磁监测试验卫星是中国全新研制的国家民用航天科研试验卫星，也是中国地球物理场探测卫星计划的首发星。该星利用覆盖范围广、电磁环境好、动态信息强、无地域限制等优势，开展全球空间电磁场、电离层等离子体、高能粒子沉降等物理现象的监测，为地震机理研究、空间环境监测和地球系统科学研究提供新的技术手段。同时，该星探测数据也能为空间物理和地球物理研究提供重要数据支持。

研制历程

统计结果表明，空间电磁扰动与地震发生具有明显的相关性，构建空间电磁监测体系对研究地震机理与空间电磁扰动的耦合关系，提高地震孕育发生规律的研究和认识，探索地震预测新方法有着重要意义。

2008年，学界曾经就电磁监测试验卫星项目有过深入的讨论，初步的思路是通过国际合作尽快拥有中国自己的电磁监测卫星。

电磁监测试验卫星项目在中国酝酿多年，早在“九五”期间，中国就开始卫星预报地震的研究和应用，并取得初步成果，不过整体来说在地震监测方面的卫星建设仍显缓慢。

2008年，学界曾经就电磁监测试验卫星项目有过深入的讨论，初步的思路是通过国际合作尽快拥有中国自己的电磁监测卫星。受国际金融危机的影响，并且中国在技术储备上还没能达到需要的水平，计划延期。

此后，科学家们经历了日积月累的攻关路。直到2013年，各方面条件日渐成熟，中国电磁监测试验卫星工程项目被正式批准立项。

2013年，国防科工局、财政部共同批复电磁监测试验卫星工程。卫星、运载火箭分别由中国航天科技集团五院航天东方红卫星有限公司、上海航天技术研究院研制；发射和测控任务由中国卫星发射测控系统部负责；应用系统由中国地震局建设和运行。

2014年11月，由中国国家航天局、中国地震局和意大利空间局共同主办的中国电磁监测试验卫星工程第一届国际学术研讨会在北京召开。

2016年8月，中国电磁监测试验卫星工程第二届国际学术研讨会在北京召开，来自意大利、法国、俄罗斯、美国、日本、希腊、奥地利、墨西哥及国内的百余位专家和学者参加了此次会议。

名称由来

中国处于两大地震带之间，自古以来就对地震研究十分重视。其中最有名的当属东汉时期伟大的科学家张衡在公元132年发明的候风地动仪。这是世界上的第一架地动仪，奠定了中国地震科学的发展。正因为如此，中国首颗电磁监测试验卫星被命名为“张衡一号”。

以“张衡一号”命名电磁监测试验卫星，主要是为纪念中国古代科技代表人物张衡在地震观测方面的杰出贡献，传承张衡为代表的中国古代科学家群体崇尚科学、追求真理的精神内质。

同类卫星

之前已经有俄罗斯、法国、美国、乌克兰等国家发射过同类卫星，均已退役，其中法国的DEMETER卫星连续在轨运行6年半，取得了巨大成功。

技术特点

“张衡一号”——电磁监测试验卫星是中国地震立体观测体系天基观测平台的首颗卫星，它能够发挥空间对地观测的大动态、宽视角、全天候优势，通过获取全球电磁场、电离层等离子体、高能粒子观测数据，对中国及其周边区域开展电离层动态实时监测和地震前兆跟踪，弥补地面观测的不足，进一步推进中国立体地震观测体系建设，开辟探索地震监测预测新途径。

“张衡一号”覆盖范围广、电磁环境好、动态信息强、无地域限制，将开展全球空间电磁场、电离层等离子体、高能粒子沉降等物理现象的监测，为地震机理研究、空间环境监测和地球系统科学研究提供新的技术手段。

它通过获取全球电磁场、电离层等离子体、高能粒子观测数据，对中国及其周边区域的电离层动态变化进行实时监测，探索性开展全球7级、中国6级以上地震电磁信息研究，总结电离层扰动扰动特征，同时，可为国家安全、航空航天、导航通讯等领域提供空间电磁环境监测服务。

卫星载荷

“张衡一号”设计寿命5年，卫星的设计指标和载荷配置均超过国外同类卫星。采用通用小卫星平台，搭载感应式磁力仪、高精度磁强计、电场探测仪、GNSS掩星接收机、等离子体分析仪、高能粒子探测器、朗缪尔探针和三频信标发射机等8种载荷。

此外，卫星所载的意大利高能粒子探测器，将与中方研制的高能粒子探测器互为补充联合探测。

运行动态

发射入轨

2018年2月2日15时51分，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，进入预定轨道。此次发射任务是长征系列运载火箭的第266次发射。

轨测试期

2018年5月12日零时，“张衡一号”卫星配合在轨测试任务，累计取得0级、1级和2级数据文件38万个，数据量8.22TB，在轨测试工作过半，初步结果符合预期。卫星计划在轨测试期为6个月。

“张衡一号”入轨以来已经完成的各项测试功能指标总体满足工程设计要求，除常规测试外还开展了地震带轨迹匹配捕获、平台电磁洁净度测试、平台及载荷工作互扰、平台及载荷多种工作模式切换等专项测试工作；星地测控、数传、地面数据传输链路稳定可靠；任务规划和指令编排上注链路正常，数据处理流程不断优化；数据管理能力基本满足设计要求。

数据传输

2018年2月5日14时49分44秒，中国科学院遥感与数字地球研究所所属的中国遥感卫星地面站密云站，在第46圈次成功跟踪、接收到“张衡一号”卫星的首轨下行数据，至14时58分53秒完成总计7.68GB数据的实时接收、记录和传输。之后，中国遥感卫星地面站喀什站在第47圈次也成功实现了“张衡一号”卫星的数据接收。

超期服役

2023年2月2日，中国电磁监测试验卫星“张衡一号”圆满完成5年在轨寿命期任务，并将继续超期服役。利用其在轨数据，科研人员取得了大量科研成果，弥补地面观测的不足，探索地震监测预测新途径。

总体评价

“张衡一号”在国内首次实现低地球轨道卫星高精度电磁洁净度控制，达到国际先进水平，弥补了中国天基科学探测领域发展的一大短板，对后续空间探测任务的发展具有重要意义。此外，该星还在国内首次实现高精度电离层电子、离子原位探测。

张衡一号卫星是中国首个地震立体观测体系天基平台、首颗地球物理场探测卫星，同时也是中方与意大利方合作研制的成果，获得了两国领导人的充分肯定。习近平总书记在贺电中指出，中意两国在电磁监测试验卫星项目合作中取得的重大成果，是中意全面战略伙伴关系的重要体现，将有力提升两国利用航天技术对地球电磁环境的监测能力和水平，为地震预警、防灾减灾发挥重要作用，服务两国经济社会发展。

张衡一号总体技术指标达到国际先进水平，部分技术指标达到国际领先水平，创造了多项国内首次——首次实现低地球轨道卫星高精度电磁洁净度控制，弥补了中国天基科学探测领域发展的短板；首次实现了在轨精确磁场探测，卫星装载高精度磁强计、感应式磁力仪载荷，获取了宝贵的全球地磁场数据，填补了中国全球地球物理场战略信息获取能力的空白，是中国构建天空地一体化地震立体监测体系的重要里程碑。

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