风云三号A气象卫星数据和产品应用手册.doc
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风云三号A气象卫星数据和产品
应用手册
中国气象局国家卫星气象中心
2008年12月
前言
为充分发挥FY-3A卫星的作用与应用效益,按照中国气象局监测网络司要求,国家卫星气象中心将FY-3A卫星资料发送到国家气象信息中心,并由国家气象信息中心通过DVB-S广播系统对全国气象部门广播分发FY-3A卫星资料。
由于国家气象信息中心每天提供给FY-3A卫星资料的广播总量为4GB,不能满足FY-3A卫星资料的广播总量要求,因此,根据DVB-S数据广播目前实际分发能力,在原分发方案的基础上,提出FY-3A星第一阶段产品分发方式。
具体方式如下:
(1)DVB-S广播分发资料为中国及周边地区高时效一级产品
(2)数据包括:
VIRRHRPTL1数据、MERSIMPTL1数据(250米)、MERSIMPTL1数据(1公里)、MWTSHRPTL1数据、MWHSHRPTL1数据。
(3)每天仅传送
(2)中仪器(即卫星直接广播的HRPT数据)白天(降轨)数据资料。
(4)原则为每弧段数据接收完毕后即时处理,即时发送。
(5)每天总数据量控制在4GB以下。
具体优先级如下:
每日VIRR、MWTS、MWHS仪器数据保证分发;其余传输余量用于尽可能多地传送MERSI的1公里和250米分辨率5分钟块的数据;如当天数据未能广播完,递延到次日发送,直到把一日全国数据全部传输完毕后,再发送新一天的数据。
按照新的广播分发方案,特制定第一阶段广播分发资料的应用手册。
随着资料的增加,继续修改增加本应用手册。
联系方式:
国家卫星气象中心数据服务室咸迪68409978
Xiandi@
孙安来68407408
Sunal@
编者
2008年12月
第1章概述 5
1.1FY-3A卫星概况 5
1.2主要技术指标 5
1.2.1卫星轨道 5
1.2.2卫星姿态 5
1.2.3太阳帆板对日定向跟踪 6
1.2.4星上记时 6
1.2.5遥感探测仪器性能指标 6
1.2.5.1可见光红外扫描辐射计(VIRR) 6
1.2.5.2红外分光计(IRAS) 7
1.2.5.3微波温度计(MWTS) 9
1.2.5.4微波湿度计(MWHS) 10
1.2.5.5中分辨率光谱成像仪(MERSI) 11
1.2.5.6微波成像仪(MWRI) 13
1.2.5.7紫外臭氧垂直探测仪(SBUS) 14
1.2.5.8紫外臭氧总量探测仪(TOU) 15
1.2.5.9太阳辐射监测仪(SIM) 17
1.2.5.10地球辐射探测仪(ERM) 17
1.2.5.11空间环境监测仪(SEM) 17
第2章术语和缩略语 19
第3章HDF说明 22
3.1HDF简介 22
3.2HDF库介绍 22
3.3HDF的6种基本数据类型 22
3.4HDF文件的3层交互 24
第4章FY-3卫星数据HDF格式规范 26
4.1FY-3卫星数据文件中使用的HDF对象 26
4.1.1文件(全局)属性 26
4.1.2科学数据集(SDS) 26
4.1.3虚拟数据(Vdata) 27
第5章FY-31级数据格式说明 29
5.1FY-3A扫描辐射计L1级数据格式说明 29
5.1.1FY3A扫描辐射计L1数据 29
5.1.1.1数据概况 29
5.1.1.2数据基本信息 29
5.1.2L1数据规格 30
5.1.2.1结构特性 30
5.2FY-3A扫描辐射计L1级(OBC)数据格式说明 38
5.2.1FY3A扫描辐射计L1OBC数据 39
5.2.1.1数据概况 39
5.2.1.2数据基本信息 39
5.2.2L1OBC数据规格 39
5.2.2.1结构特性 39
5.3FY-3A中分辨率光谱成像仪L1级数据信息格式说明(250M) 51
5.3.1FY-3A中分辨率光谱成像仪L1数据(250m) 51
5.3.1.1数据概况 51
5.3.1.2数据基本信息 52
5.3.2L1数据规格 52
5.3.2.1结构特性 52
5.4FY-3A中分辨率光谱成像仪L1级数据信息格式说明(1000M) 57
5.4.1FY-3A中分辨率光谱成像仪L1数据(1000m) 57
5.4.1.1数据概况 57
5.4.1.2数据基本信息 57
5.4.2L1级数据规格 58
5.4.2.1结构特性 58
5.5FY-3A中分辨率光谱成像仪L1级数据信息格式说明(OBC) 66
5.5.1FY-3A中分辨率光谱成像仪L1数据(OBC) 66
5.5.1.1数据概况 66
5.5.1.2数据基本信息 66
5.5.2L1数据规格 67
5.5.2.1结构特性 67
5.6FY-3A微波温度计L1级数据信息格式说明 75
5.6.1FY-3A微波温度计L1级数据 75
5.6.1.1数据概况 75
5.6.1.2数据基本信息 76
5.6.2L1级数据规格 76
5.6.2.1结构特性 76
5.7FY-3A微波湿度计L1级数据信息格式说明 91
5.7.1FY-3A微波湿度计L1数据 91
5.7.1.1数据概况 91
5.7.1.2数据基本信息 91
5.7.2L1数据规格 92
5.7.2.1结构特性 92
第1章概述
1.1FY-3A卫星概况
风云三号A气象卫星(简称FY-3A)是我国的第二代太阳同步极轨气象卫星。
风云三号气象卫星将实现全球、全天候、多光谱、三维、定量对地观测。
风云三号星发射总质量为2450kg,发射尺寸:
4.38m×2m×2m,卫星长期功耗1130W。
卫星本体由服务舱、推进舱与有效载荷舱组成。
服务舱采用中心承力筒和隔板结构,主要安装电源、测控、数管及姿轨控分系统的部件和设备、推进舱采用中心承筒和隔板结构,主要安装推进系统设备以及蓄电池组和放电调节器。
有效载荷舱隔板和构架结构,主要安装探测仪器的探测头部,舱内主要安装探测仪器的电子设备等。
风云三号A卫星有十一台遥感探测仪器。
遥感数据通过两个实时传输信道(HRPT和MPT)和一个延时传输信道(DPT)进行传输。
风云三号A卫星设计寿命为3年。
1.2主要技术指标
1.2.1卫星轨道
⑴轨道类型:
近极地太阳同步轨道
⑵轨道标称高度:
831公里
⑶轨道倾角:
98.81°
⑷入轨精度:
半长轴偏差:
|Δa|≤5公里
轨道倾角偏差:
|Δi|≤0.1°
轨道偏心率≤0.003
⑸标称轨道回归周期为5.79天
⑹轨道保持偏心率:
≤0.00013
⑺交点地方时漂移:
2年小于15分钟
⑻卫星发射窗口:
降交点地方时10:
05
1.2.2卫星姿态
⑴姿态稳定方式:
三轴稳定
⑵三轴指向精度:
≤0.3°
⑶三轴测量精度:
≤0.05°
⑷三轴姿态稳定度:
≤4×10-3°/s
1.2.3太阳帆板对日定向跟踪
1.2.4星上记时
⑴记时方式:
J2000日计数和日毫秒计数
⑵记时单位:
1毫秒
⑶时间精度(星地总精度):
小于20毫秒
1.2.5遥感探测仪器性能指标
1.2.5.1可见光红外扫描辐射计(VIRR)
(1)通道数、各通道波段范围、灵敏度见表1-1。
(2)空间分辨率:
星下点分辨率1.1Km
(3)扫描范围:
±55.4°
(4)扫描器转速:
6线/秒
(5)每条扫描线采样点数:
2048
(6)MTF≥0.3
(7)通道配准:
飞行方向/扫描方向星下点配准精度<0.5个像元
(8)扫描抖动:
<0.8个IFOV
(9)通道信号衰减:
<15%/2年
(10)量化等级:
10比特
(11)定标精度:
可见光和近红外通道:
CH1、2、7、8、97%(反射率)
CH6、1010%(反射率)
红外通道:
1k(270k)。
表1-1可见光红外扫描辐射计光谱性能
通道
波段范围(μm)
噪声等效反射率ρ(%)
噪声等效温差(300k)
动态范围
(ρ或k)
1
0.58-0.68
0.1%
0-100%
2
0.84-0.89
0.1%
0-100%
3
3.55-3.93
0.4k
180-350k
4
10.3-11.3
0.2k
180-330k
5
11.5-12.5
0.2k
180-330k
6
1.55-1.64
0.15%
0-90%
7
0.43-0.48
0.05%
0-50%
8
0.48-0.53
0.05%
0-50%
9
0.53-0.58
0.05%
0-50%
10
1.325-1.395
0.19%
0-90%
1.2.5.2红外分光计(IRAS)
(1)仪器通道光谱参数
(2)仪器通道灵敏度
(3)定标精度
(4)探测像元地面分辨率
(5)通道间配准
(6)仪器通道动态范围
(7)黑体温度
(8)辐射校准周期、量化等级等性能指标
(9)其他遥测特征参数
(10)仪器性能参数稳定性分析
(11)产品示例
表1-2红外分光计性能
仪器性能
要求
对地扫描张角
±49.5°
每条线扫描点数
56
地面视场
17km(836km高度,星下点)
步进和测量时间
100ms
行扫描时间和回扫时间
6.4s
辐射校准暖黑体温度
290K
冷空间温度
~3K
红外定标精度
1K@(270K)
可见光定标精度
5%反射率(CH21-CH247%,争取6%)(CH25-CH2610%,争取9%)
通道间配准精度
5%像元
辐射校准周期
256s
量化等级
13比特
表1-3红外分光计光谱通道特征
通道序号
中心
波数
(cm-1)
中心
波长
(μm)
半功率
带宽
(cm-1)
主要吸收
气体成份
最高
温度
(K)
NEΔN
(mW/m2
.sr.cm-1)
贡献
最大层
(hPa)
1
2
3
4
5
6
7
669
680
690
703
716
733
749
14.95
14.71
14.49
14.22
13.97
13.64
13.35
3
10
12
16
16
16
16
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2/H2O
CO2/H2O
280
265
250
260
275
290
300
4.00
0.80
0.60
0.35
0.32
0.36
0.30
30
60
100
400
600
800
900
8
802
12.47
30
大气窗区
330
0.20
地表
9
900
11.11
35
大气窗区
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