立項背景
“子午工程”最初的構想始于1993年。
1995年，中國科學院、信息産業部、教育部、中國地震局、國家海洋局聯合正式向國家提出建設子午工程的建議。
1997年6月，國家科技教育領導小組會議确定子午工程為國家重大科學工程。
2005—2007年，國家發展和改革委員會先後批複子午工程項目建議書、可行性研究報告和初步設計，将子午工程列入國家“十一五”重大科技基礎設施項目。
2008年1月5日，子午工程正式開工建設，工程總投資1.672億元，建設期為2008年1月——2011年1月，工期3年，整體科學壽命預計超過11年。
項目建設領導小組組長為中國科學院副院長曹健林，吳季主任擔任項目建設工程經理部總經理兼項目建設領導小組辦公室主任，王赤副主任擔任項目建設工程經理部副總經理兼總工程師。
工程内容
“子午工程”沿東經120°子午線附近，利用北起漠河、經北京、武漢，南至海南并延伸到南極中山站，以及東起上海、經武漢、西至拉薩的沿北緯30°線附近現有的15個監測台站，建成一個以鍊為主、鍊網結合的，綜合運用地磁（電）、無線電、光學和探空火箭等多種手段，連續監測地球表面20公裡以上到幾百公裡的中高層大氣、電離層和磁層，以及十幾個地球半徑以外的行星際空間環境中的地磁場、電場、中高層大氣的風場、密度、溫度和成分，電離層、磁層和行星際空間中的有關參數，聯合運作的大型空間環境地基監測系統。
“子午工程”是我國“十一五”中期投資建設的一個能夠在地面持續運行的、綜合性的、跨區域的大型空間環境觀測網絡。工程綜合運用地磁（電）、無線電、光學和探空火箭等多種手段，連續監測地球表面20公裡到幾百公裡的中高層大氣、電離層和磁層以及十幾個地球半徑以外的行星際空間環境參數，将為增強我國空間科技的創新能力，保障空間活動安全做出貢獻。
監測内容
主要監測參數包括：
1、地表：地磁場、電場、宇宙線強度；
2、中高層大氣：風、密度、溫度、成份、氣溶膠、波動、太陽輻射等；
3、電離層：電子和離子的濃度、溫度、運動、頻高圖、不均勻結構等；
4、磁層：密度；
5、行星際：太陽風等離子體速度。
技術特點
關鍵技術
子午工程涉及了非相幹散射雷達技術、高頻相幹雷達技術、中高層大氣激光雷達技術、行星際閃爍探測技術、全天空幹涉成像技術，以及通信和數據傳輸及處理技術等多項前沿關鍵技術。
工程先進性
子午工程在世界上是跨度最長（跨越地球緯度範圍達130°）、功能最全、綜合性最高的子午監測鍊，為世界僅有，可進行其它國家和地區難于開展的國際最前沿課題的研究。此外，它還體現了：
全球性——形成唯一可環繞地球一周的空間環境監測子午圈；
地域性——充分體現中國上空環境特性研究，為了解全球近地空間環境變化必不可缺；
綜合性——綜合無線電、地磁、光學、宇宙線、火箭等多種科學裝置和手段進行多學科綜合研究。
目标
科學目标
子午工程的科學目标是了解空間環境中的災害性空間天氣的變化規律，逐步弄清中國境内東經120°子午鍊和北緯30°緯度線上空的空間環境的區域性特征和全球變化的關系，與中國的“雙星”計劃（主要觀測磁層）、有關應用衛星的搭載等天基空間探測系統相結合，構成分工合作、相輔相成的關系，通過各監測系統協同工作，可以全面獲取空間環境各種信息，建立相應的空間天氣因果鍊模式，發展綜合性的預報方法，為做出有重要原創性的科學成果提供監測基礎。
工程目标
子午工程的工程目标是建設與國際接軌、具有世界先進水平的東經120°附近空間環境地基綜合監測子午鍊。它包括非相幹散射雷達、激光雷達、全天空氣輝成像儀和探空火箭等大型先進科學裝置，以及空間物理學科的科學數據系統和研究與預報系統。在此基礎上，通過國際合作與西經60°附近的子午鍊構成環繞地球一周的、完整的空間環境地基監測子午圈，來監測地球空間環境的全球變化。
應用目标
子午工程的應用目标是為我國社會各類用戶提供完整、連續、可靠的多學科、多空間層次的空間環境地基綜合監測數據，以及有關的空間天氣模式、産品和成果。積極參加國内外有關單位共同開展的空間天氣預報和服務，為減少或避免空基和地基技術系統以及人類健康遭受災害性空間天氣的損傷和破壞、為提高我國空間天氣預報能力和服務水平做出重要貢獻。
三大系統
空間環境監測
系統由地磁（電）分系統、無線電分系統、光學分系統和探空火箭綜合監測分系統構成，用于監測中國境内東經120°子午鍊和北緯30°緯度線上空的空間環境。
數據與通信
系統由通信網絡分系統和數據庫分系統構成。系統以大型專用數據庫為核心，以面向科學數據和事務管理的計算機系統為主體設施，利用公用或相關業務部門的專用通信網絡作為信息主通道，配以連接子午工程台站到主幹網的子午工程專用的子網，是一個面向用戶的、可實現國際數據交換的科學支撐平台。
研究與預報
本系統由科學運行分系統、研究建模分系統和預報服務分系統構成。科學運行分系統包括科學運行辦公室、國際合作辦公室、多功能演示廳、學術活動廳；研究建模分系統包括研究與建模虛拟平台（研究平台、建模平台）和專用高性能計算平台；預報服務分系統包括民用預報服務平台等。
發射記錄
發射氣象火箭
2010年6月3日淩晨4時整，中國首枚氣象火箭在海南探空火箭發射場成功發射，并首次采用GPS技術獲得了中國低緯度地區20至60公裡高度的高精度臨近空間大氣溫度、壓力和風場的探測參數。
此次發射的氣象火箭其運載部分為中國航天科技集團公司所屬航天動力技術研究院定性産品天鷹4号A型運載火箭。其載荷臨近空間大氣氣象探空儀是中國科學院空間科學與應用研究中心研制的海燕A型氣象探空儀。這種探空儀采用了多項先進技術使探測數據的精度有了顯著提高。
首枚探空火箭發射成功
2011年5月7日7時，國家重大科技基礎設施項目東半球空間環境地基綜合監測子午鍊（簡稱“子午工程”）首枚探空火箭在中國科學院海南探空部發射場成功發射。這一試驗的成功将為我國自主監測空間環境、保障空間活動安全發揮重要作用。
工程進展
1997年6月，國務院科教領導小組确立子午工程為國家第二批重大科學工程。
2003年1月25日，“國際空間天氣子午圈計劃”籌備與推進會議在海南舉辦，國内外知名科學家和有關研究人員近四十人參加了會議，共商推進“國際空間子午圈計劃”，并就“計劃”的内容與預期目标、國際合作方案及合作方式等有關内容進行了研究與讨論。與會代表認為，由中國科學家建議的“國際空間天氣子午圈計劃”是以中國為主牽頭組織實施的重大國際合作計劃，它的建立與實施将為人類的空間天氣事業做出巨大的貢獻，建議盡快呈報中國科學院、國家科技部等有關部門，申請将其列入國家國際科技合作重點項目計劃之中。與會代表到空間中心海南儋縣電離層觀測站進行了實地考察。
2005年8月25日，國家發改委批複了中科院報送的《東半球空間環境地基綜合監測子午鍊（子午工程）項目建議書》，同意建設子午工程，并将該項目列入國家重大科學工程建設計劃。
2005年9月11日，由中科院武漢物理與數學所等單位研制成功的用于探測太陽劇烈活動與空間災害天氣的“雙波長高空探測激光雷達”通過了專家驗收。該項專利技術被選定為子午工程高空探測激光雷達台站的共同方案。
2005年11月18日，子午工程項目建設領導小組召開第一次會議。國家發改委、财政部、科技部、中科院、教育部、信息産業部、中國地震局、國家海洋局、中國氣象局等單位的領導參加了會議。會議聽取了子午工程項目進展報告，審議了可研報告投資預算草案，提出了改進意見。各單位負責人表示積極配合牽頭負責單位做好項目建設工作。
2005年12月21日，中科院主持召開了子午工程可行性研究報告專家評審會。科學技術部國家遙感中心、中國國際工程咨詢公司、中國地震局、中國氣象局、中國科學技術大學、中國地質大學、北京航天航空大學、中國航天科技集團公司第五研究院和中國科學院高技術局、資環局、綜合計劃局和基本建設局等部委的領導和專家出席了會議。與會代表聽取了工程經理部所作的《東半球空間環境地基綜合監測子午鍊項目可行性研究報告》。經質詢和讨論，評審組認為該項目的可行性研究報告已經達到規定的深度和要求，同意通過評審，建議盡快報批後實施。
2006年5月15-16日，子午工程總工程師王赤對四川省成都市西北郊郫縣的地磁台進行了實地考察，與副總經理吳健一起考察了重慶市沙坪壩區的電波觀測站，并就子午工程空間環境監測系統的建設方案與當地有關主管部門的領導和台站工作人員進行了交流和溝通。
2006年5月26日，子午工程中科學E-science支撐系統需求分析調研會議在空間中心召開，會議讨論了建立子午工程的院屬台站（海南等）到北京的網絡傳輸系統；建設北京專業數據庫，并作為子午工程的科學院數據節點；利用中俄生态系統網絡作為子午工程北延俄羅斯的數據傳輸通道，實現北京到伊爾庫斯克的國際數據交換，推動國際子午圈計劃的實施。該支撐系統的實施，将會強化科學院作為子午工程牽頭部委的骨幹和引領作用，實質性地推動以我國為主的國際空間天氣子午圈的大型國際合作的開展。
2006年7月，中國國際工程咨詢公司（簡稱中咨公司）完成了對子午工程《可行性研究報告》的評估，重點對子午工程在我國空間環境綜合監測體系中的定位、科學目标以及建設方案的可行性和合理性提出了評估意見。評估認為，《可研報告》提出的子午工程建設目标與系統構成方案總體合理，空間環境監測系統是子午工程的“軀幹”，數據與通信系統、研究與預報系統分别是子午工程的“心髒”和“大腦”，三大系統的有效集成可以實現科學、工程和應用目标。子午工程的建設方案重點突出，建議部分項目作适當優化調整。
2007年4月12日，子午工程項目建設領導小組在北京舉行了第二次工作會議。國家發改委、教育部、信息産業部、中國地震局、國家海洋局、中國氣象局等子午工程項目建設領導小組成員單位的代表與會。會議聽取了子午工程建設工作進展、項目初步設計和概算編制情況的彙報，對經理部在項目建議書、可研報告、初步設計工作過程中形成的精誠合作、相互支持、積極配合的協調與協作精神予以了高度評價。中科院秘書長李志剛在總結中指出，作為多部委共建、共有、共享的國家重大科技基礎設施項目，子午工程的前期工作表明它已成為一個各部委單位間精誠合作的範例。
2006年10月10-12日，國際空間天氣子午圈重大科技合作計劃研讨會在京舉行。參加會議的除中國外，包括子午圈上最大的美國、俄羅斯，東亞的日本、韓國、馬來西亞、加拿大、蒙古。與會代表就“國際空間天氣子午圈計劃将實施多邊行動”達成共識。多邊行動包括：延展中國空間天氣子午圈計劃，涵蓋現有全部位于東經120°和西經60°的子午鍊，使空間環境的子午線觀測能取得事半功倍甚至最大的科學産出；在與會各國現有的地磁子午鍊之間建立最緊密的合作，建議在西伯利亞、東南亞等區域新建若幹台站，以彌補全球子午鍊的部分缺口；支持各個電離層、磁層和行星際觀測台站間實施密切的協作；在歐洲非相幹散射雷達網的框架内建立非相幹散射雷達鍊。國際空間天氣子午圈建成後将實現以下目标：協調全球空間天氣聯測及共同研究；向全世界科學界提供可使用的觀測數據；支持基于空間天氣科學攻關和觀測所需的密切協作；推動空間科學和技術的公衆教育和科學普及。
2007年6月26日，國家發改委國家投資項目評審中心在京召開了子午工程初步設計方案評估會。會議聽取了工程工作彙報、子午工程初步設計方案報告，經讨論後與會專家對子午工程設計初步方案給予了肯定。
2008年1月5日，子午工程開工儀式在北京隆重舉行，全國人大常委會副委員長、中科院院長路甬祥發來賀信，向參加工程建設的各部門表示衷心感謝。國家發改委、中科院、教育部、中國地震局、國家海洋局、中國氣象局、信息産業部等子午工程共建單位的領導出席開工儀式并先後緻辭。子午工程項目建設領導小組組長、中國科學院黨組成員、秘書長李志剛主持儀式。12家共建單位共同簽署了《子午工程數據共享協議》。國家發展和改革委員會副主任張曉強和中科院院領導、院黨組成員陰和俊共同為子午工程開工剪彩。
2008年5月13日，子午工程探空火箭綜合監測分系統施工設計報告、項目實施及管理計劃評審會在京召開。參加評審會的有航天科技集團一院、四院，國防科技大學，北京航空航天大學，中科院空間中心的專家和代表，空間中心主任、子午工程總經理吳季擔任專家組組長。評審組聽取了中科院空間中心子午工程探空火箭綜合監測分系統的施工設計報告和項目實施及管理計劃，經過讨論一緻認為施工設計報告内容與初步設計一緻，設計指标明确，主要接口關系明晰，具有工程可實施性；項目實施及管理計劃合理可行，人員落實，建設進度計劃符合總體進度計劃要求。子午工程總工程師王赤在充分肯定子午工程探空火箭綜合監測分系統工作成績的基礎上，希望該系統按計劃進度、接口要求，加強總體協調、子系統間協作，做好技術風險控制，提高系統可靠性，确保子午工程探空火箭綜合監測分系統建設順利實施，并以子午工程建設為契機，為探空火箭的長遠發展打下良好的基礎。
2009年5月31日，子午工程經理部在北京組織召開了子午工程監測數據彙交要求評審會，會上來自子午工程科技委的專家、用戶以及12家共建單位就該要求中監測設備的數據内容、格式、級别、數據文件存儲時間分割等展開充分讨論。專家組充分肯定了子午工程監測數據彙交要求的重要性，一緻認為《子午工程監測數據彙交要求》基本滿足子午工程初步設計要求，可作為子午工程數據交付規範、子午工程數據交換協議和子午工程數據接口文件的編寫依據，建議根據專家意見進一步完善該文件，為做好子午工程數據的規範管理打下堅實的基礎。
2009年11月4日，子午工程探空火箭綜合監測分系統探空運載火箭和氣象運載火箭兩個總體方案的評審會在京舉行，空間中心副總工程師朱光武研究員擔任評審專家組組長。來自空間中心、太原衛星發射中心，航天科技集團公司一院、四院和航天科工集團公司二院的有關專家參加了評審會。專家組聽取了航天科技集團公司四院所作的《子午工程探空火箭綜合監測分系統探空運載火箭總體方案設計報告》和《子午工程探空火箭綜合監測分系統氣象運載火箭總體方案設計報告》，并就報告内容進行了質疑和讨論。 專家組認為，子午工程探空火箭綜合監測分系統探空、氣象運載火箭總體方案合理可行，功能、性能技術指标滿足任務書要求，同意通過評審。專家們對子午工程探空火箭分系統的建設也提出了許多積極的建議。運載火箭總體方案評審的通過，标志着子午工程探空火箭綜合監測分系統的探空火箭和氣象火箭可以轉入下一階段的研制工作。
2009年12月25日，子午工程項目辦組織測試專家組對子午工程空間環境監測設備——北京宇宙線超中子堆記錄儀進行了現場測試。
2009年12月，中科院空間中心組織專家對子午工程的空間環境激光雷達監測系統（北京延慶觀測站）進行了驗收前測試，成功獲取了米散射、瑞利散射和鈉熒光三通道後向散射回波信号，測試結果滿足大科學工程給定的設計指标，标志着該系統成功完成研制及台站建設任務，可以進入試運行階段。
2010年1月27日，子午工程項目辦公室組織測試專家組在廣州宇宙線觀象台對子午工程空間環境監測系統無線電監測分系統——廣州宇宙線望遠鏡進行了現場測試。
2010年2月4日，子午工程項目辦公室主持召開了子午工程研究與預報系統的科學運行分系統和研究建模分系統測試和驗收評審會。兩個分系統測試和驗收的通過，标志着子午工程研究與預報系統的科學運行分系統和研究建模分系統的建設目标已經順利實現，将進入工程的試運行階段。
2010年2月5日，子午工程經理部在北京主持召開了子午工程研究與預報系統八個标準規範的評審會。子午工程研究與預報系統的标準規範包括《子午工程數據共享和管理辦法》、《子午工程空間探測實施規範》、《空間天氣應用模式規範》和《空間天氣預報服務規範》等八個規範，内容涉及子午工程運行管理、空間天氣模式産品和空間天氣預報服務等三大類，由中國氣象局國家空間天氣監測預警中心和中科院空間中心等三個單位共同完成。 子午工程研究與預報系統标準規範的建設，對于開展我國空間天氣學領域标準化工作，建立空間天氣學領域基礎性的标準和規範，包括術語、方法和安全性要求等的編制、修訂工作，空間天氣學名詞的規範化譯名等具有重要意義。
2010年初，子午工程專用高性能計算平台—12萬億次刀片式超級計算機通過空間中心組織的測試與驗收（右圖2）。子午工程專用高性能計算平台是子午工程研究與預報系統的核心硬件設備，為子午工程的運行計劃的制定、子午工程物理與應用預報模式的大規模計算以及空間環境數據的三維可視化提供支撐。
2010年3月22日，子午工程數據與通信系統測試大綱通過專家評審。标志着子午工程數據與通信系統的建設工作已經進入全面的系統測試階段。
2010年3月26日，子午工程數據與通信系統節點站通過專家驗收評審，參加本次評審的有北京節點站、海南節點站、中國科技大學節點站、地球物理所節點站、地質與地球物理所節點站和二十二研究所節點站。6個節點站驗收評審的通過，是數據與通信系統建設的一個裡程碑的進展，标志着子午工程數據與通信系統開始進入子午工程的試運行階段。
2010年3月28日，子午工程全天空氣輝成像儀和激光雷達通過專家組驗收。其驗收通過，實現了北京（北方地區）、合肥（中部地區）和海南（南方地區）為代表的我國中低緯地區子午工程主動和被動光學監測設備的聯合探測，其觀測資料将成為空間環境災害性事件預報的重要基礎，為認識中高層大氣的光化學、動力過程，研究熱層、電離層和中層大氣的耦合過程以及探索日地系統的耦合機制等提供良好的觀測基礎。
2010年6月3日，子午工程首枚氣象火箭在海南探空火箭發射場成功發射，并首次采用GPS技術獲得了我國低緯度地區20至60公裡高度的高精度臨近空間大氣溫度、壓力和風場的探測參數。
2010年7月20日至8月12日，空間中心VHF雷達項目組與廣州高科中實通信技術有限公司、石家莊新元電子技術有限公司和北京理工大學等外協單位團結協作，在空間中心海南台站順利完成子午工程重點項目之一——甚高頻（VHF）相幹散射雷達的安裝及第一階段調試工作。甚高頻相幹散射雷達是子午工程的重點監測設備，也是子午工程無線電監測分系統無線電雷達鍊的主要組成部分。該設備由中科院遙感技術重點實驗室承建，是我國自主研制的第一部專用于電離層不規則體探測的雷達設備，采用了國際先進的相控掃描技術，基于分布式波形發生、分布式信号處理平台、具備先進的實時内定标能力、功能先進、控制靈活、易于功能擴展和規模擴展等獨特優勢。
2010年9月16日，子午工程探空火箭整箭測試試驗隊按計劃圓滿完成了在西安的整箭測試工作，為探空火箭有效載荷飛行件産品的研制提供了重要依據。
2010年11月8日，子午工程數據與通信系統通過專家預驗收評審。驗收專家認為，子午工程數據與通信系統全面完成了數據通信分系統、數據庫分系統、數據服務分系統和節點站的項目工程建設任務，實現了系統預期建設目标。其中系統數據處理效率、系統可擴展性能力顯著優于設計指标，是國内首個建成的以數據驅動、自動運行、狀态可視、支持管理為典型特征的大型空間天氣數據信息基礎設施。該系統至2010年正常運行，并已開始向用戶提供觀測數據服務，這表明系統已經具備全面運行的能力與條件，一緻同意通過系統預驗收。
2010年12月3日，研究與預報系統測試大綱通過評審，标志着子午工程研究與預報系統的建設工作已經進入全面的系統級測試階段，為子午工程系統聯試奠定了基礎。
2011年5月7日7時，子午工程首枚探空火箭在中國科學院海南探空部發射場成功發射。這一試驗的成功将為中國自主監測空間環境、保障空間活動安全發揮重要作用。
2011年7月20日，子午工程研究與預報系統通過項目建設經理部預驗收。
2022年11月13日，空間環境地基綜合監測網（子午工程二期）圓環陣太陽射電成像望遠鏡項目設備主體完工，标志着當前全球規模最大的太陽射電成像望遠鏡已初步成型，進入聯調聯試階段 。
意義作用
子午工程的建成将使中國在空間環境的地基監測方面快速步入有重要國際影響的先進國家之列，在亞洲發揮主導（或中樞）作用幾十年。中國衛星的故障40%都與空間環境有關，若故障率下降10%，效益将十分巨大；帶給通信、導航、資源、氣象、地震、減災、防災、GPS應用、電力、生态和人類健康以及國家安全等領域的長期累積效益更是難以計算的。子午工程完成後，對于充分發揮中國地域優勢，獲取氣球和衛星都無力探測的低電離層、熱層區域的環境數據，了解中國上空空間天氣變化規律并進行預報，都有極其重要的科學意義和應用價值。
