风云卫星数据和产品应用手册8895.docx

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1、风云卫星数数据和产产品应用手册第1章 概述1.1 FY-3AA卫星概概况风云三号AA气象卫卫星（简简称FYY-3A）是我我国的第第二代太太阳同步步极轨气气象卫星星。风云云三号气气象卫星星将实现现全球、全全天候、多多光谱、三三维、定定量对地地观测。风风云三号号星发射射总质量量为24450kkg，发发射尺寸寸：4.38mm2m2m，卫卫星长期期功耗111300W。卫星本体由由服务舱舱、推进进舱与有有效载荷荷舱组成成。服务务舱采用用中心承承力筒和和隔板结结构，主主要安装装电源、测测控、数数管及姿姿轨控分分系统的的部件和和设备、推推进舱采采用中心心承筒和和隔板结结构，主主要安装装推进系系统设备备以及蓄

2、蓄电池组组和放电电调节器器。有效效载荷舱舱隔板和和构架结结构，主主要安装装探测仪仪器的探探测头部部，舱内内主要安安装探测测仪器的的电子设设备等。风云三号AA卫星有有十一台台遥感探探测仪器器。遥感感数据通通过两个实时时传输信信道（HHRPTT和MPPT）和和一个延延时传输输信道（DDPT）进进行传输输。风云三号AA卫星设设计寿命命为3年年。1.2 主要技术指指标1.2.1 卫星轨道轨道类型型：近极极地太阳阳同步轨轨道轨道标称称高度：831公里轨道倾角角：988.811入轨精度度：半长长轴偏差差： |aa|55公里 轨道道倾角偏偏差：|i|0.1 轨道道偏心率率 00.0003标称轨道道回归周周期

3、为55.799天轨道保持持偏心率率：00.0000133交点地方方时漂移移：2年年小于115分钟钟卫星发射射窗口：降交点点地方时时10:05 1.2.2 卫星姿态姿态稳定定方式：三轴稳稳定三轴指向向精度：0.3三轴测量量精度：0.05三轴姿态态稳定度度：44100-3 /s1.2.3 太阳帆板对对日定向向跟踪1.2.4 星上记时记时方式式：J220000日计数数和日毫毫秒计数数记时单位位：1毫毫秒时间精度度(星地地总精度度):小小于200毫秒1.2.5 遥感探测仪仪器性能能指标 1.2.5.1 可见光红外外扫描辐辐射计(VIRRR)(1)通道道数、各各通道波波段范围围、灵敏敏度见表表1-11。

4、(2)空间间分辨率率：星下下点分辨辨率1.1Kmm(3)扫描描范围：555.4(4)扫描描器转速速：6线线/秒(5)每条条扫描线线采样点点数：220488(6)MTTF00.3(7)通道道配准：飞行方方向/扫扫描方向向星下点点配准精精度00.5个个像元(8)扫描描抖动：0.8个IIFOVV(9)通道道信号衰衰减：15%/2年年(10)量量化等级级：100比特(11)定定标精度度：可见见光和近近红外通通道：CH1、22、7、88、9 7%(反射率率)CH6、110 110%(反射率率)红外通道：1k(2700k)。表1-1 可见见光红外外扫描辐辐射计光光谱性能能通道波段范围(m)噪声等效反反射率

5、(%)噪声等效温温差(3300kk)动态范围(或k)10.58-0.6680.1%0-1000%20.84-0.8890.1%0-1000%33.55-3.9930.4k180-3350kk410.3-11.30.2k180-3330kk511.5-12.50.2k 180-3330kk61.55-1.6640.15%0-90%70.43-0.4480.05%0-50%80.48-0.5530.05%0-50%90.53-0.5580.05%0-50%101.3255-1.39550.19%0-90%1.2.5.2 红外分光计计（IRRAS）(1)仪器器通道光光谱参数数 (2)仪器器通道灵灵敏

6、度 (3)定标标精度 (4)探测测像元地地面分辨辨率 (5)通道道间配准准 (6)仪器器通道动动态范围围(7)黑体体温度(8)辐射射校准周周期、量量化等级级等性能能指标(9)其他他遥测特特征参数数(10)仪仪器性能能参数稳稳定性分分析(11)产产品示例例表1-2 红外分分光计性性能仪 器 性 能要 求对地扫描张张角49.55每条线扫描描点数56地面视场17km(8366km高高度，星星下点)步进和测量量时间100mss行扫描时间间和回扫扫时间6.4s辐射校准暖暖黑体温温度290K冷空间温度度3K红外定标精精度1K(2270KK)可见光定标标精度5%反射率率(CHH21-CH224 77%，争争

7、取6%) (CHH25-CH226 110%，争争取9%)通道间配准准精度5%像元辐射校准周周期256s量化等级13比特表1-3 红外外分光计计光谱通通道特征征通道序号中心波数(cm-11)中心波长(m)半功率带宽(cm-11)主要吸收气体成份最高温度(K)NEN(mW/mm2.sr.ccm-11)贡献最大层(hPa)123456766968069070371673374914.95514.71114.49914.22213.97713.64413.3553101216161616CO2CO2CO2CO2CO2CO2/HH2OCO2/HH2O2802652502602752903004.000

8、.800.600.350.320.360.303060100400600800900880212.47730大气窗区3300.20地表990011.11135大气窗区3300.15地表1010309.7125O32800.20251113457.4350H2O3300.238001213136515337.336.524055H2OH2O2852750.300.307005001415161721882210223522454.574.524.474.4523232323N2ON2OCO2/NN2OCO2/NN2O3102902802660.010.010.010.01100095070040

9、01823884.1925CO23200.01大气1920251526603.983.7635100大气窗区大气窗区3403400.010.0022地表地表211450000.691000大气窗区100%AA0.10%A云221129990.8855385大气窗区100%AA0.10%A地表231063880.94550H2O100%AA0.10%A地表241063880.94200H2O100%AA0.10%A地表2580651.24650H2O100%AA0.10%A地表2660981.64450H2O100%AA0.10%A地表1.2.5.3 微波温度计计（MWWTS）（1）仪器器通道中

10、中心频率率 （2）仪器器通道频频率宽度度 （3）仪器器通道主主波率效效率（4）通道道间配准准精度 （5）通道道频率稳稳定度（6）通道道灵敏度度（7）动态态范围 （8）冷空空计数值值（9）黑体体PRTT温度变变化分析析（10）定定标精度度 （11）与与国外同同类产品品的相互互比较微波温度计计仪器参参数和通通道参数数主要技技术指标标具体见见表1-4和表表1-55。表1-4 仪仪器参数数参 数数指 标标对地扫描张张角48.33对地观测15个点/每条扫扫描线扫描步进角角6.9水平分辨率率*50755公里(8366km高高度，星星下点)星上校正黑黑体2个(暖黑黑体、外外层冷空空间)通道间配准准精度波束指

11、向误误差00.1(* 波束束宽度的的公差为为其标称称值的10%。) 考核指指标：小小于0.2每条扫描线线扫描时时间16秒频率稳定度度优于10-4量化等级13比特表1-5 光光谱通道道技术指指标通道序号中心频率(GHz)主要吸收气气体带宽(MHz)NET(k)天线波束效效率(%)动态范围(K)定标精度（不含NEET）(K)150.300窗区180110%0.55903-34001.2253.599600.1115O2（21770）10%0.4903-34001.2354.944O2400110%0.4903-34001.2457.2990O2330110%0.4903-34001.21.2.5.

12、4 微波湿度计计（MWWHS）（1）对地地扫描张张角（2）扫描描带宽度度（3）对地地观测（4）通道道间配准准精度（5）扫描描周期（6）量化化等级（7）定标标精度（8）灵敏敏度（9）动态态范围（10）星星下点像像元水平平尺度（11）通通道频率率特性（12）黑黑体温度度均匀性性（13）天天线扫描描时序（14）定定标观测测数据特特性（15）在在轨频率率干扰（16）产产品应用用示例微波湿度计计仪器参参数和通通道参数数主要技技术指标标具体见见表1-6和表表1-77。表1-6 仪仪器参数数参 数数指 标标对地扫描张张角53.335扫描带宽度度约27000公里对地观测98个点/每条扫扫描线水平分辨率率*约1

13、5公里里(8366km高高度，星星下点)星上校正黑黑体2个(暖黑黑体、外外层冷空空间)通道间配准准精度波束指向误误差00.1扫描周期2.6677秒量化等级14比特仪器定标精精度1.5K(不含NNETT)表1-7 光光谱通道道技术指指标通道序号中心频率(GHz)主要吸收气气体单边带宽(MHz)NET(k)频率稳定度(MMHz)天线波束效效率接收机工作方式动态范围(K)1150(VV)窗区100010%1.15093% 双边带3-34002150(HH)窗区100010%1.15093% 双边带3-34003183.33111H2O500110%1.23095%双边带3-34004183.3313

14、3H2O100010%1.13095%双边带3-34005183.33177H2O200010%1.23095%双边带3-34001.2.5.5 中分辨率光光谱成像像仪（MMERSSI）（1）光谱谱通道选选择和性性能要求求见表11-8（2）量化化等级：12比比特（3）扫描描范围：（555.110.05）度度 （4）扫描描器转速速：400转/分分（5）扫描描抖动：小于11 IFFOV（1公里） （66）每条条扫描线线采样点点数：220488(110000米)，881922(2250米米)（7）波长长定位精精度：优优于光谱谱带宽的的10%（8）通道道间像元元配准：0.3个像像元（9）饱和和恢复：6

15、个个像元(10000米)24个像像元(2250米米)（10）MMTF：0.27(10000米)0.255(2550米)（11）进进行星上上可见光光、红外外定标(可见光光定标为为试验)（12）定定标精度度：可见见光和近近红外通通道： CH11-4，66-144：7%(反射射率) CH115-220：110%(反射率率) 红外外通道：1k(2700k)（13）同同一通道道,不同同像元响响应的不不均匀性性：55-7%(通过过遥控注注数修正正后的结结果)表1-8 中中分辨率率光谱成成像仪通通道性能能要求通道序号中心波长(微米)光谱带宽(微米)空间分辨率率(米)噪声等效反反射率(%)、温差差(3000K

16、)动态范围(最大反反射率、最大大温度KK)10.47000.052500.45100%20.55000.052500.4100%30.65000.052500.4100%40.86550.052500.45100%511.2552.52500.54 K330k60.41220.0210000.180%70.44330.0210000.180%80.49000.0210000.0580%90.52000.0210000.0580%100.56550.0210000.0580%110.65000.0210000.0580%120.68550.0210000.0580%130.76550.02100

17、00.0580%140.86550.0210000.0580%150.90550.0210000.1090%160.94000.0210000.1090%170.98000.0210000.1090%181.03000.0210000.1090%191.64000.0510000.0890%202.13000.0510000.0790%1.2.5.6 微波成像仪仪（MWWRI）微波成像仪仪通道特特性列于于表1-9。表1-9 微微波成像像仪通道道特性频率(GHHz)10.65518.723.836.589极化V.HV.HV.HV.HV.H带宽(MHHz)180200400900223000灵敏度

18、(kk)0.61.01.0 1.0 2.0定标精度(k)1.22.02.02.02.8动态范围(k)33400采样点数240量化等级12比特主波束效率率90%地面分辨率率(kmkm)51855305002745518300915通道间配准准波束指向误误差00.1扫描方式圆锥扫描幅宽(Kmm)1400天线视角()450.1扫描周期(s)1.700.1扫描周期误误差(mms)0.34mms(相相邻扫描描线)、1mss(连续续30分分钟内)1.2.5.7 紫外臭氧垂垂直探测测仪（SSBUSS）1.通道光光谱参数数 2.通道信信噪比3.仪器线线性度4.慢反射射板双向向反射特特性5.定标精精度 6.动态

19、范范围7.产品示示例8.功能测测试：包包括通过过命令注注入的方方式控制制观测模模式的运运行以及及改变观观测模式式的运行行参数。光谱波段及及扫描方方式如下下所述:(1)大气气模式在2503400nm间间选定112个通通道探测测大气臭臭氧的垂垂直分布布，其光光谱特性性见表11-100。表1-100 大气模模式的仪仪器光谱谱特性通道中心波长(nm)带宽(nmm)1252.00000.0551+0.22，-002273.66200.0551+0.22，-003283.11000.0551+0.22，-004287.77000.0551+0.22，-005292.22900.0551+0.22，-006

20、297.55900.0551+0.22，-007301.99700.0551+0.22，-008305.88700.0551+0.22，-009312.55700.0551+0.22，-0010317.55600.0551+0.22，-0011331.22600.0551+0.22，-0012339.88900.0551+0.22，-00云盖光度计计379.00011.0003+0.33(2)太阳阳模式在光谱波波段16604400nnm进行行连续扫扫描，步步长为00.077nm，观观测太阳阳光谱辐辐照度。波长重复复性：0.002nmm波长精度度：00.033nm(臭氧特特征线) 0.005nm

21、m(连续续光谱)动态范围围：1006(从从最小量量化信号号到最大大量化信信号，量量化等级级16bbit/档)灵敏度：亮度：610-4ww/cmm2ssrnnm(=2552nmm)时，SS/N30 (第第一颗星星)S/N55照度：0.5W/cm33(=1600nm)时，SS/N2杂散光：4.55X100-6量量级辐亮、辐辐照度相相对定标标精度:3%(16002550nmm) 22%(22504000nm)漫反射板板定标精精度：33%星下点分分辨率：约2000Kmm波长监测测：星上上用2553.77nmHHg线进进行波长长监测，在在该谱线线上的监监测点数数目视仪仪器的光光谱响应应形状确确定，如如为

22、三角角形，可可取五点点。星上应监测测仪器的的增益和和漫反射射板反射射率的变变化，并并通过遥遥测发送送到地面面。1.2.5.8 紫外臭氧总总量探测测仪（TTOU）(1)光谱谱波段：臭氧总总量探测测仪为一一个六通通道分光光光度计计，其通通道的光光谱特性性见表11-1。表1-111 仪仪器的光光谱特性性通道中心波长(nm)带宽(nmm)1308.66800.1551+0.33，-002312.55900.1551+0.33，-003317.66100.1551+0.33，-004322.44000.1551+0.33，-005331.33100.1551+0.33，-006360.11100.255

23、1+0.33，-00(2)动态态范围：1044，详见见表1-12表1-122 动态态范围通道中心波波长(nnm)探测最小亮亮度（mWW/cmm2.nnm.ssr）探测最大亮亮度（mWW/cmm2.nnm.ssr）308.6680.00999.8788 312.5590.009913.6884317.6610.027717.4224322.4400.036618.266 331.3310.108830.5225360.1110.207734.6883(3)灵敏敏度：0.0004w/ccm2srnm(S/NN=1)(4)扫描描范围：垂直于于卫星轨轨道的平平面内作作空间扫扫描，在在天底方方向两侧侧各

24、取样样15个个点，天天底一个个点，共共31个个取样点点。(5)行扫扫描时间间：8.16秒秒(6)相对对定标精精度：辐辐亮、辐辐照度22%；光光谱0.03nnm(7)漫反反射板定定标精度度：3%(8)量化化等级：12比比特(放放大器分分3档)(9)杂散散光：10-3(10)星星下点分分辨率： 优于555km (11)星星上应作作波长监监测和漫漫反射板板反射率率监测，并并通过遥遥测发送送到地面面。1.2.5.9 太阳辐射监监测仪（SSIM）(1)辐照照度测量量范围：100014400WW/m22(2)光谱谱范围：0.22500m(3)测量量灵敏度度：0.2Wmm-2(4)定标标精度：0.55%(5

25、)2年年长期稳稳定度：0.02%(6)量化化等级：16比比特1.2.5.10 地球辐射探探测仪（EERM）ERM在轨轨测试的的主要项项目及技技术指标标如下：(1)辐亮亮度范围围 短波通通道：00-3770Wmm-2SSr-11，全波波通道：0-5500 Wm-2Srr-1。(2)定标标精度 短波通通道：11%；全全波通道道：0.8% (3)灵敏敏度 短波通通道：00.4 Wm-2Srr-1；全波通通道：00.4 Wm-2Srr-1。(4) 22年的长长期稳定定度小于于1 %。(5)产品品示例 选择ERRM扫描描视场、GGERBB的Leevell2（大大气顶辐辐射通量量）在同同一区域域、时间间相

26、近产产品显示示，比较较，分析析产品偏偏差。(6)仪器器指向误误差1.2.5.11 空间环境监监测仪（SSEM）空间重离子子成分和和高能质质子能谱谱。(1)高能能质子能能道表1-133 高能能质子能能谱探测测主要指指标通道质子能谱能量范围1P13.055.0 MeVV2P25.0110 MMeV3P310266 MeeV4P426400 MeeV5P5401000 MMeV6P61003300 MeVV(2)重离离子能道道表1-144 重离离子探测测主要指指标通道探测重离子子能量范围1He121110 MMeV2Li, BBe, B242220 MMeV3C, N, O, F, Nee, NNa

27、605770 MMeV4Mg, AAl, Si, P, S, Cll0.211.2 GeVV5Ar, KK, CCa, Sc, Tii0.322.0 GeVV6Fe0.522.0 GeVV第2章 术术语和缩缩略语本文档中常常用的缩缩略语如如下表所示示。其中中，产品品的缩略略语将用用于相关关软件成成分的命命名与标标识。表 2-Error! Bookmark not defined. 缩略略语表风云云三号应应用系统统工程技技术系统统名称中文英文缩写数据接收系系统Data Aqurrizaatioon SSysttemDAS运行控制系系统Operaatioon & Conttroll Systtem

28、OCS数据预处理理系统Data PreProccesssingg SysttemDP2S产品生成系系统Produuctss Geneerattionn SysttemPGS监测分析服服务系统统Analyysiss & Servvicee SysttemASS产品质量检检验系统统Qualiity Conttroll SysttemQCS计算机及网网络系统统Compuuterr & Netwworkk SysttemCNS数据存档与与检索服服务系统统Archiivall & Retrrievval Servvicee SysttemARS2应用示范系系统Userss Demoonsttrattio

29、nn SysttemUDS仿真与技术术支持系系统Simullatiion & TTechhniqque Suppportt SysttemSTS2有效载荷飞飞机试验验系统PayLooad Airpplanne SSysttemPAS表 Error! Bookmark not defined.-2 缩略语语表风云三三号遥感感仪器名名称中文英文缩写扫描辐射计计Visibble andd InfrraRed RadiiomeeterrVIRR红外分光计计InfraaRed Atmoosphheriic SSounnderrIRAS中分辨率光光谱成像像仪Mediuum RResooluttionn S

30、pecctraal IImaggerMERSII微波温度计计MicrooWavee Tempperaaturre SSounnderrMWTS微波湿度计计MicrooWavve HHumiiditty SSounnderrMWHS微波成像仪仪MicrooWavve RRadiiatiion ImaggerMWRI地球辐射探探测仪Earthh Radiiatiion MeassureemenntERM太阳辐射监监测仪Solarr Irraadiaatioon MMoniitorrSIM紫外臭氧总总量探测测仪Totall Ozonne UUnittTOU紫外臭氧垂垂直探测测仪Solarr Back

31、kscaatteer UUltrraviioleet SSounnderrSBUS空间环境监监测器Spacee Enviironnmennt MMoniitorrSEM表 2-Error! Bookmark not defined. 缩略略语表数据据及产品品名称英文中文缩略MEdiuum rresooluttionn Sppecttrall Pictturee Trannsmiissiion风云三号中中分辨图图像传输输MPTHigh Resooluttionn Pictturee Trannsmiissiion风云三号高高分辨图图像传输输HRPTDelayyed Pictturee Trann

32、smiissiion风云三号延延时图像像传输DPTOrbittal Eleemennts轨道根数ORBSatelllitte OOrbiit DDeciisioon卫星轨道计计算SODCALibbrattionn Paarammeteers定标参数CALCLoudd Deteectiion云检测结果果CLDSEGmeent Cluusteer DDataasett段气候数据据集SEGCLoudd Cllasssifiicattionn云分类结果果CLCCloudd Anallysiis云分析参数数CLACloudd Totaal AAmouunt云总量CTAAtmosspheericc Mot

33、iion Vecttorss大气运动矢矢量AMVPReciipittatiion Esttimaatioon 降水估计PREPReciipittatiion Indeex降水指数PRITempeeratturee Blacckbodyy Eqquivvaleent相当黑体温温度TBBOutgooingg Longg waave Radiiatiion出射长波辐辐射OLRHumiddityy ProFFilee deerivved froom CClouud AAnallysiis用云分析出出的湿度度廓线HPFTotall Preccipiitattionn Wateer ffor Cleear

34、 Skyy晴空大气可可降水TPWUpperr Tropposppherre HHumiiditty对流层上部部湿度UTHFOG DDeteectiion浓雾自动分分析FOGProduuctss frrom Enerrgy Wateer BBalaancee Syysteem能量水份平平衡系统统EWBSea SSurffacee Temmperratuure海表温度SSTSea IICE海冰ICEDuST Stoorm Monnitoorinng沙尘监测产产品DSTFLooDD Moonittoriing水情监测产产品FLDFIRe Monnitoorinng火情监测产产品FIRSoil Moi

35、istuure地表土壤含含水量SOLTropiicall Cycllonee Locaatioon & Inntennsitty IInfoormaatioon热带气旋卫卫星定位位TCLImagee MOOSaiic拼图MOSSNoW Covver积雪SNWSurfaace Solaar IIrraadiaancee 地面入射太太阳辐射射SSINormaalizzed Derriveed VVegeetattionn Indeex归一化植被被指数NVISatelllitte aand Grooundd Eqquippmennt SSTattUs卫星和地面面设备工工况STUImagee Acqu

36、uisiitioon SSysttem 图像获取系系统IASISCCPP Datta SSetISCCPP数据集集IDSCodedd Teleemetrry 编码遥测TMCAnaloog Teleemetrry 模拟遥测TMASensoor AAliggnmeent Paraametterss图像通道配配准参数数SAPProduuct Custtomiizedd Taillor产品定制处处理PCTProduuct Perrsonnatiion Proocesssinng产品替代处处理PPPTelemmetrry aand Telee-Commmandd遥测和遥控控TTC表2- Error! B

37、ookmark not defined. 缩略略语表数据据及产品品格式英文中文缩写Advanncedd Weattherr-saatelllitte eeXchaangee foormaat9210分分发及PPGS中中间数据据集数据据格式（VV2.00）AWXHieraarchhicaal Dataa Formmat分层数据格格式（VV5.11.4）HDFJointt Pictturee Exxperrt GGrouup联合压缩文文件格式式JPGBit MMapppingg Pictturee位图格式BMP第3章 HDF说明明3.1 HDF简介介HDF（HHierrarcchiccal Dat

38、ta FFormmat）是是用于存存储和分分发科学学数据的的一种自自我描述述、多对对象文件件格式。HHDF是是由美国国国家超超级计算算应用中中心（NNCSAA）创建建的，以以满足不不同群体体的科学学家在不不同工程程项目领领域之需需要。HHDF被被设计为为： 自述性：对对于一个个HDFF文件里里的每一一个数据据对象，有有关于该该数据的的综合信信息（元元数据）。在在没有任任何外部部信息的的情况下下，HDDF允许许应用程程序解释释HDFF文件的的结构和和内容。 通用性：许许多数据据类型都都可以被被嵌入在在一个HHDF文文件里。例例如，通通过使用用合适的的HDFF数据结结构，符符号、数数字和图图形数据

39、据可以同同时存储储在一个个HDFF文件里里。 灵活性：HHDF允允许用户户把相关关的数据据对象组组合在一一起，放放到一个个分层结结构中，向向数据对对象添加加描述和和标签。它它还允许许用户把把科学数数据放到到多个HHDF文文件里。 扩展性：HHDF极极易容纳纳将来新新增加的的数据模模式，容容易与其其他标准准格式兼兼容。 跨平台性：HDFF是一个个与平台台无关的的文件格格式。HHDF文文件无需需任何转转换就可可以在不不同平台台上使用用。HDF是存存储科学学数据的的容器，能能够存储储图像、多多维数组组、表格格等，强强调存储储和I/O效率率。HDDF在国国际科学学界和产产业界得得到广泛泛支持。HHDF是是一个开开放式的的数据格格式，针针对不断断出现的的新应用用，HDDF也在在不断的的升级。HHDF新新的版本本支持网网络化环环境下的的资料服服务