工业革命以来，全球温室气体排放量持续增加，温室效应直接威胁着人类的生存和发展，已受到世界各国的普遍关注，然而，气候问题既是环境问题，也是发展问题，各国在气候问题上博弈的本质是发展权之争，谁掌握了监测数据，就拥有了国际话语权，从而取得经济发展的主导权。目前，大气二氧化碳数据主要来源于地面监测，难以形成全球覆盖，多国家都在大力发展二氧化碳探测卫星，以获取全球监测数据。
    为填补我国在温室气体遥感探测方面的空白（为了在全球二氧化碳监测领域发挥作用），"十二五"期间，国家863地球观测与导航领域启动了"全球CO2监测科学试验卫星与应用示范"重大项目，以掌握我国及全球温室气体的排放情况，在全球碳经济的发展和竞争中争夺先机。该项目以全球气候变化最重要因子二氧化碳遥感监测为切入点，研制并发射以高光谱CO2探测仪/多通道云与气溶胶探测仪为主要载荷的全球二氧化碳监测科学实验卫星。
    该项目以向全球、中国及重点地区的大气CO2浓度监测提供先进的技术保障为目标，使我国在天基高光谱CO2观测方面达到国际先进水平。
    该项目的主要研究内容为：
    （一） 全球二氧化碳监测科学实验卫星总体及平台研制。
    开展二氧化碳监测科学实验卫星系统仿真研究，卫星总体设计方案研究，完成天地一体化的卫星任务需求分解、系统配置；开展卫星复合观测模式研究，包括卫星姿轨控、数传工作模式等研究；针对载荷和任务的要求，开展大容量数据存储和数据下传方法研究等平台研究。
    （二） 高光谱与空间分辨率CO2探测仪
    研制出满足卫星总体要求的高信噪比CO2探测载荷，与卫星平台结合实现天底、耀斑、目标和掩星观测等符合观测模式；开展大相对孔径复杂光学系统设计、加工与集成、大面积衍射光栅设计与制造、高可靠指向反射镜等关键技术研究。
    （三） 多谱段云与气溶胶探测仪
    作为高光谱CO2探测仪的辅助载荷，提供大气CO2反演必需的云和气溶胶探测数据。
    （四） 地面数据处理与CO2反演验证系统
    建立碳观测卫星地面接收、数据处理与业务运行系统；建立低级高光谱观测业务系统，实现对卫星观测的校正；开展大气CO2浓度计算方法及卫星反演订正方法研究；在代表性趋于组织大型野外星地同步观测实验，检验卫星的监测精度等。通过卫星监测手段及地面反演算法相结合，共同达到CO2反演精度优于4ppm的目标。

附：国内外天基碳监测研究情况：
    2002年，欧洲发射SCIAMACHYon ENVISAT卫星；
    2006年，日本发射GOSAT卫星，官方发布的反演精度为12ppm；
    2011年，美国发射OCO-1卫星，发射失败；
    2013～2014年，美国将再度发射OCO-2；
    2014～2015年，中国将发射碳卫星；
    2015年，日本将发射GOSAT2卫星；
    2018年，德国计划发射CarbonSat卫星