风云卫星数据和产品应用手册

1、1风云卫星数据和产品风云卫星数据和产品应用手册应用手册2第第 1 1 章章 概概述述1.1 F FY Y- -3 3A A 卫卫星星概概况况风云三号 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：4.38m2m2m，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

2、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 主主要要技技术术指指标标1.2.1 卫卫星星轨轨道道轨道类型：近极地太阳同步轨道轨道标称高度：831 公里轨道倾角：98.81入轨精度：半长轴偏差： |a|5 公里 轨道倾角偏差：|i|0.1 轨道偏心率 0.003标称轨道回归周期为 5.79 天轨道保持偏心率：0.00013交点地方时漂移：2 年小于 15 分钟卫星发射窗口：降交点地方时 10:05 1.

3、2.2 卫卫星星姿姿态态姿态稳定方式：三轴稳定三轴指向精度：0.3三轴测量精度：0.05三轴姿态稳定度：410-3 /s31.2.3 太太阳阳帆帆板板对对日日定定向向跟跟踪踪1.2.4 星星上上记记时时记时方式：J2000 日计数和日毫秒计数记时单位：1 毫秒时间精度(星地总精度):小于 20 毫秒1.2.5 遥遥感感探探测测仪仪器器性性能能指指标标 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)MTF0.3

4、(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、9 7%(反射率)CH6、10 10%(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(m)噪声等效反射率 (%)噪声等效温差(300k)动态范围( 或 k)10.58-0.680.1%0-100%20.84-0.890.1%0-100%33.55-3.930.4k180-350k410.3-11.30.2k180-330k511.5-1

5、2.50.2k 180-330k61.55-1.640.15%0-90%70.43-0.480.05%0-50%80.48-0.530.05%0-50%90.53-0.580.05%0-50%101.325-1.3950.19%0-90%41.2.5.2 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

6、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-CH24 7%，争取 6%) (CH25-CH26 10%，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(m)半功率带宽(cm-1)主要吸收气体成份最高温度(K)NEN(mW/m2.sr.cm-1)贡献最大层(hPa)12345666968069070371673314.9514.7114.4

7、914.2213.9713.6431012161616CO2CO2CO2CO2CO2CO2/H2O2802652502602752904.000.800.600.350.320.3630601004006008005774913.3516CO2/H2O3000.30900880212.4730大气窗区3300.20地表990011.1135大气窗区3300.15地表1010309.7125O32800.20251113457.4350H2O3300.238001213136515337.336.524055H2OH2O2852750.300.30700500141516172188221022

8、3522454.574.524.474.4523232323N2ON2OCO2/N2OCO2/N2O3102902802660.010.010.010.0110009507004001823884.1925CO23200.01大气1920251526603.983.7635100大气窗区大气窗区3403400.010.002地表地表21145000.691000大气窗区100%A0.10%A云22112990.885385大气窗区100%A0.10%A地表23106380.94550H2O100%A0.10%A地表24106380.94200H2O100%A0.10%A地表2580651.24

9、650H2O100%A0.10%A地表2660981.64450H2O100%A0.10%A地表1.2.5.3 微波温度计（MWTS）（1）仪器通道中心频率 （2）仪器通道频率宽度 （3）仪器通道主波率效率（4）通道间配准精度 （5）通道频率稳定度（6）通道灵敏度（7）动态范围 （8）冷空计数值（9）黑体 PRT 温度变化分析（10）定标精度 （11）与国外同类产品的相互比较微波温度计仪器参数和通道参数主要技术指标具体见表 1-4 和表 1-5。表 1-4 仪器参数参 数指 标对地扫描张角48.3对地观测15 个点/每条扫描线6扫描步进角6.9水平分辨率*5075 公里(836km 高度，星下

10、点)星上校正黑体2 个(暖黑体、外层冷空间)通道间配准精度波束指向误差0.1(* 波束宽度的公差为其标称值的10%。) 考核指标：小于0.2每条扫描线扫描时间16 秒频率稳定度优于 10-4量化等级13 比特表 1-5 光谱通道技术指标通道序号中心频率(GHz)主要吸收气体带宽(MHz)NET(k)天线波束效率(%)动态范围(K)定标精度（不含 NET）(K)150.30窗区18010%0.55903-3401.2253.5960.115O2（2170）10%0.4903-3401.2354.94O240010%0.4903-3401.2457.290O233010%0.4903-3401.2

11、1.2.5.4 微波湿度计（MWHS）（1）对地扫描张角（2）扫描带宽度（3）对地观测（4）通道间配准精度（5）扫描周期（6）量化等级（7）定标精度（8）灵敏度（9）动态范围（10）星下点像元水平尺度（11）通道频率特性（12）黑体温度均匀性（13）天线扫描时序（14）定标观测数据特性（15）在轨频率干扰（16）产品应用示例7微波湿度计仪器参数和通道参数主要技术指标具体见表 1-6 和表 1-7。表 1-6 仪器参数参 数指 标对地扫描张角53.35扫描带宽度约 2700 公里对地观测98 个点/每条扫描线水平分辨率*约 15 公里(836km 高度，星下点)星上校正黑体2 个(暖黑体、外层冷

12、空间)通道间配准精度波束指向误差0.1扫描周期2.667 秒量化等级14 比特仪器定标精度1.5K(不含 NET)表 1-7 光谱通道技术指标通道序号中心频率(GHz)主要吸收气体单边带宽(MHz)NET(k)频率稳定度(MHz)天线波束效率接收机工作方式动态范围(K)1150(V)窗区100010%1.15093% 双边带3-3402150(H)窗区100010%1.15093% 双边带3-3403183.311H2O50010%1.23095%双边带3-3404183.313H2O100010%1.13095%双边带3-3405183.317H2O200010%1.23095%双边带3-3

13、401.2.5.5 中分辨率光谱成像仪（ MERSI）（1）光谱通道选择和性能要求见表 1-8（2）量化等级：12 比特（3）扫描范围：（55.10.05）度 （4）扫描器转速：40 转/分（5）扫描抖动：小于 1 IFOV（1 公里） （6）每条扫描线采样点数：2048(1000 米)，8192(250 米)（7）波长定位精度：优于光谱带宽的 10%（8）通道间像元配准：0.3 个像元（9）饱和恢复：6 个像元(1000 米)24 个像元(250 米)（10）MTF：0.27(1000 米)0.25(250 米)（11）进行星上可见光、红外定标(可见光定标为试验)（12）定标精度：可见光和近

14、红外通道：8 CH1-4，6-14：7%(反射率) CH15-20：10%(反射率) 红外通道：1k(270k)（13）同一通道,不同像元响应的不均匀性：5-7%(通过遥控注数修正后的结果)表 1-8 中分辨率光谱成像仪通道性能要求通道序号中心波长(微米)光谱带宽(微米)空间分辨率(米)噪声等效反射率(%)、温差(300K)动态范围(最大反射率 、最大温度 K)10.4700.052500.45100%20.5500.052500.4100%30.6500.052500.4100%40.8650.052500.45100%511.252.52500.54 K330k60.4120.021000

15、0.180%70.4430.0210000.180%80.4900.0210000.0580%90.5200.0210000.0580%100.5650.0210000.0580%110.6500.0210000.0580%120.6850.0210000.0580%130.7650.0210000.0580%140.8650.0210000.0580%150.9050.0210000.1090%160.9400.0210000.1090%170.9800.0210000.1090%181.0300.0210000.1090%191.6400.0510000.0890%202.1300.051

16、0000.0790%1.2.5.6 微波成像仪（MWRI）微波成像仪通道特性列于表 1-9。表 1-9 微波成像仪通道特性频率(GHz)10.6518.723.836.589极化V.HV.HV.HV.HV.H带宽(MHz)18020040090022300灵敏度(k)0.61.01.0 1.0 2.0定标精度(k)1.22.02.02.02.8动态范围(k)3340采样点数240量化等级12 比特9主波束效率90%地面分辨率(kmkm)5185305027451830915通道间配准波束指向误差0.1扫描方式圆锥扫描幅宽(Km)1400天线视角()450.1扫描周期(s)1.70.1扫描周期误

17、差(ms)0.34ms(相邻扫描线)、1ms(连续 30 分钟内)1.2.5.7 紫外臭氧垂直探测仪（ SBUS）1.通道光谱参数 2.通道信噪比3.仪器线性度4.慢反射板双向反射特性5.定标精度 6.动态范围7.产品示例8.功能测试：包括通过命令注入的方式控制观测模式的运行以及改变观测模式的运行参数。光谱波段及扫描方式如下所述:(1)大气模式在 250340nm 间选定 12 个通道探测大气臭氧的垂直分布，其光谱特性见表 1-10。表 1-10 大气模式的仪器光谱特性通道中心波长(nm)带宽(nm)1252.000.051+0.2，-02273.620.051+0.2，-03283.100.

18、051+0.2，-04287.700.051+0.2，-05292.290.051+0.2，-06297.590.051+0.2，-07301.970.051+0.2，-08305.870.051+0.2，-09312.570.051+0.2，-010317.560.051+0.2，-011331.260.051+0.2，-01012339.890.051+0.2，-0云盖光度计379.001.003+0.3(2)太阳模式在光谱波段 160400nm 进行连续扫描，步长为 0.07nm，观测太阳光谱辐照度。波长重复性：0.02nm波长精度：0.03nm(臭氧特征线) 0.05nm(连续光谱)动

19、态范围：106(从最小量化信号到最大量化信号，量化等级 16bit/档)灵敏度：亮度：610-4w/cm2srnm(=252nm)时，S/N30 (第一颗星)S/N5照度：0.5W/cm3(=160nm)时，S/N2杂散光：4.5X10-6 量级辐亮、辐照度相对定标精度:3%(160250nm) 2%(250400nm)漫反射板定标精度：3%星下点分辨率：约 200Km波长监测：星上用 253.7nmHg 线进行波长监测，在该谱线上的监测点数目视仪器的光谱响应形状确定，如为三角形，可取五点。星上应监测仪器的增益和漫反射板反射率的变化，并通过遥测发送到地面。111.2.5.8 紫外臭氧总量探测仪

20、（ TOU）(1)光谱波段：臭氧总量探测仪为一个六通道分光光度计，其通道的光谱特性见表 1-1。表 1-11 仪器的光谱特性通道中心波长(nm)带宽(nm)1308.680.151+0.3，-02312.590.151+0.3，-03317.610.151+0.3，-04322.400.151+0.3，-05331.310.151+0.3，-06360.110.251+0.3，-0(2)动态范围：104，详见表 1-1211表 1-12 动态范围通道中心波长(nm)探测最小亮度（W/cm2.nm.sr）探测最大亮度（W/cm2.nm.sr）308.680.0099.878 312.590.00

21、913.684317.610.02717.424322.400.03618.26 331.310.10830.525360.110.20734.683(3)灵敏度：0.004w/cm2srnm(S/N=1)(4)扫描范围：垂直于卫星轨道的平面内作空间扫描，在天底方向两侧各取样 15 个点，天底一个点，共 31 个取样点。(5)行扫描时间：8.16 秒(6)相对定标精度：辐亮、辐照度 2%；光谱 0.03nm(7)漫反射板定标精度：3%(8)量化等级：12 比特(放大器分 3 档)(9)杂散光：10-3(10)星下点分辨率： 优于 55km (11)星上应作波长监测和漫反射板反射率监测，并通过遥

22、测发送到地面。1.2.5.9 太阳辐射监测仪（ SIM）(1)辐照度测量范围：1001400W/m2(2)光谱范围：0.250m(3)测量灵敏度：0.2Wm-2(4)定标精度：0.5%(5)2 年长期稳定度：0.02%(6)量化等级：16 比特1.2.5.10 地球辐射探测仪（ ERM）ERM 在轨测试的主要项目及技术指标如下：(1)辐亮度范围 短波通道：0-370Wm-2Sr-1，全波通道：0-500 Wm-2Sr-1。(2)定标精度 短波通道：1%；全波通道：0.8% 12(3)灵敏度 短波通道：0.4 Wm-2Sr-1；全波通道：0.4 Wm-2Sr-1。(4) 2 年的长期稳定度小于

23、1 %。(5)产品示例 选择 ERM 扫描视场、GERB 的 Level2（大气顶辐射通量）在同一区域、时间相近产品显示，比较，分析产品偏差。(6)仪器指向误差1.2.5.11 空间环境监测仪（ SEM）空间重离子成分和高能质子能谱。(1)高能质子能道表 1-13 高能质子能谱探测主要指标通道质子能谱能量范围1P13.05.0 MeV2P25.010 MeV3P31026 MeV4P42640 MeV5P540100 MeV6P6100300 MeV(2)重离子能道表 1-14 重离子探测主要指标通道探测重离子能量范围1He12110 MeV2Li, Be, B24220 MeV3C, N,

24、O, F, Ne, Na60570 MeV4Mg, Al, Si, P, S, Cl0.21.2 GeV5Ar, K, Ca, Sc, Ti0.32.0 GeV6Fe0.52.0 GeV13第第 2 2 章章 术术语语和和缩缩略略语语本文档中常用的缩略语如下表所示。其中，产品的缩略语将用于相关软件成分的命名与标识。表 2-1 缩略语表风云三号应用系统工程技术系统名称中文中文英文英文缩写缩写数据接收系统Data Aqurization SystemDAS运行控制系统Operation & Control SystemOCS数据预处理系统Data PreProcessing SystemDP2S产

25、品生成系统Products Generation SystemPGS监测分析服务系统Analysis & Service SystemASS产品质量检验系统Quality Control SystemQCS计算机及网络系统Computer & Network SystemCNS数据存档与检索服务系统Archival & Retrieval Service SystemARS2应用示范系统Users Demonstration SystemUDS仿真与技术支持系统Simulation & Technique Support SystemSTS2有效载荷飞机试验系统PayLoad Airplane

26、 SystemPAS表 2-2 缩略语表风云三号遥感仪器名称中文中文英文英文缩写缩写扫描辐射计Visible and InfraRed RadiometerVIRR红外分光计InfraRed Atmospheric SounderIRAS中分辨率光谱成像仪Medium Resolution Spectral ImagerMERSI微波温度计MicroWave Temperature SounderMWTS微波湿度计MicroWave Humidity SounderMWHS微波成像仪MicroWave Radiation ImagerMWRI地球辐射探测仪Earth Radiation Mea

27、surementERM太阳辐射监测仪Solar Irradiation MonitorSIM紫外臭氧总量探测仪Total Ozone UnitTOU紫外臭氧垂直探测仪Solar Backscatter Ultraviolet SounderSBUS空间环境监测器Space Environment MonitorSEM14表 2-3 缩略语表数据及产品名称英文英文中文中文缩略缩略MEdium resolution Spectral Picture Transmission风云三号中分辨图像传输MPTHigh Resolution Picture Transmission风云三号高分辨图像传输HR

28、PTDelayed Picture Transmission风云三号延时图像传输DPTOrbital Elements轨道根数ORBSatellite Orbit Decision卫星轨道计算SODCALibration Parameters定标参数CALCLoud Detection云检测结果CLDSEGment Cluster Dataset段气候数据集SEGCLoud Classification云分类结果CLCCloud Analysis云分析参数CLACloud Total Amount云总量CTAAtmospheric Motion Vectors大气运动矢量AMVPRecipit

29、ation Estimation 降水估计PREPRecipitation Index降水指数PRITemperature Blackbody Equivalent相当黑体温度TBBOutgoing Long wave Radiation出射长波辐射OLRHumidity ProFile derived from Cloud Analysis用云分析出的湿度廓线HPFTotal Precipitation Water for Clear Sky晴空大气可降水TPWUpper Troposphere Humidity对流层上部湿度UTHFOG Detection浓雾自动分析FOGProducts

30、 from Energy Water Balance System能量水份平衡系统EWBSea Surface Temperature海表温度SSTSea ICE海冰ICEDuST Storm Monitoring沙尘监测产品DSTFLooD Monitoring水情监测产品FLDFIRe Monitoring火情监测产品FIRSoil Moisture地表土壤含水量SOLTropical Cyclone Location & Intensity Information热带气旋卫星定位TCLImage MOSaic拼图MOSSNoW Cover积雪SNWSurface Solar Irradi

31、ance 地面入射太阳辐射SSINormalized Derived Vegetation Index归一化植被指数NVISatellite and Ground Equipment STatUs卫星和地面设备工况STUImage Acquisition System 图像获取系统IASISCCP Data SetISCCP 数据集IDSCoded Telemetry 编码遥测TMCAnalog Telemetry 模拟遥测TMASensor Alignment Parameters图像通道配准参数SAPProduct Customized Tailor产品定制处理PCT15英文英文中文中文缩

32、略缩略Product Personation Processing产品替代处理PPPTelemetry and Tele-Command遥测和遥控TTC表 2- 4 缩略语表数据及产品格式英文英文中文中文缩写缩写Advanced Weather-satellite eXchange format9210 分发及 PGS 中间数据集数据格式（V2.0）AWXHierarchical Data Format分层数据格式（V5.1.4）HDFJoint Picture Expert Group联合压缩文件格式JPGBit Mapping Picture位图格式BMP16第第 3 3 章章 HDF 说

33、说明明3.1 H HD DF F 简简介介HDF（Hierarchical Data Format）是用于存储和分发科学数据的一种自我描述、多对象文件格式。HDF 是由美国国家超级计算应用中心（NCSA）创建的，以满足不同群体的科学家在不同工程项目领域之需要。HDF 被设计为：自述性：对于一个 HDF 文件里的每一个数据对象，有关于该数据的综合信息（元数据） 。在没有任何外部信息的情况下，HDF 允许应用程序解释 HDF 文件的结构和内容。通用性：许多数据类型都可以被嵌入在一个 HDF 文件里。例如，通过使用合适的HDF 数据结构，符号、数字和图形数据可以同时存储在一个 HDF 文件里。灵活性

34、：HDF 允许用户把相关的数据对象组合在一起，放到一个分层结构中，向数据对象添加描述和标签。它还允许用户把科学数据放到多个 HDF 文件里。扩展性：HDF 极易容纳将来新增加的数据模式，容易与其他标准格式兼容。跨平台性：HDF 是一个与平台无关的文件格式。HDF 文件无需任何转换就可以在不同平台上使用。HDF 是存储科学数据的容器，能够存储图像、多维数组、表格等，强调存储和 I/O 效率。HDF 在国际科学界和产业界得到广泛支持。HDF 是一个开放式的数据格式，针对不断出现的新应用，HDF 也在不断的升级。HDF 新的版本支持网络化环境下的资料服务应用需求，目前已经有大量基于 Internet

35、 的 HDF 数据文件发布和应用程序（如 JVH 等） 。更重要的是，这种升级与应用软件的编制是无关的，保证了程序和数据的向上兼容性。3.2 H HD DF F 库库介介绍绍NCSA 提供了各类 UNIX 平台、Windows 平台的 HDF 库。并且提供的语言接口有 FORTRAN和 C 语言，也有用于 Java 程序员访问 HDF 文件的 Java HDF 接口程序。3.3 H HD DF F 的的 6 6 种种基基本本数数据据类类型型HDF 提供 6 种基本数据类型：光栅图像（Raster Image） ，调色板（Palette） ，科学数据集（Scientific Data Set）

36、，注解（Annotation） ，虚拟数据（Vdata）和虚拟组（Vgroup） 。所有的这 6 种基本数据类型由图 3-1 来阐明。17图 3-1 HDF 数据类型Raster Image 数据模型被设计成能为光栅图像数据的存储和描述提供一个灵活的方法，包括 8 比特和 24 比特光栅图像。Palette 作为颜色查找表提供图像的色谱。它是一个表格，其表中每列的数字表示特定颜色的数字。Scientific Data Set 模型是用来存储和描述科学数据的多维数组。Vdata 模式是用来存储和描述数据表格的结构。HDF 的 Annotations 是文本字符串，用来描述 HDF 文件，或 HD

37、F 文件包含的 HDF数据对象。Vgroup 结构模型被设计为与相关数据对象有关。一个 Vgroup 可以包含另一个Vgroup 以及数据对象。任何 HDF 对象都可以包含在一个 Vgroup 中。HDF 库为每一个数据模型提供一个应用编程接口。3.4 H HD DF F 文文件件的的 3 3 层层交交互互HDF 文件可以在几个交互层次中可视。在最底层，HDF 是一个存储科学数据的物理文件格式。在它的最高层，HDF 是集工具和应用于一体的数据文件，可以对 HDF 文件中的数据18进行修改、显示和分析。在这两个层次之间，HDF 是一个能提供高层和底层编程接口的软件库。图 3-2 为这些接口层的示

38、意图。图 3-2 HDF 文件的 3 层交互基本接口层，或称为底层的应用编程接口（API） ，是为软件开发者保留的。它是为数据流的直接文件 I/O、错误处理、内存管理和物理存储而设计的。它是一个为有经验的 HDF程序员提供的软件工具。比较目前从高层接口得到的功能，通过使用这些基本接口层，HDF程序员创建 HDF 文件时能够做更多的事。底层接口例程只提供 C 语言。HDF APIs（HDF 应用编程接口）分为两类：多文档接口（用于新版本）和单文档接口（用于旧版本） 。多文档接口是提供从一个应用中同时连接几个 HDF 文件的接口，这点很重要，但单文档接口并不支持这点。用户在开发新的接口和界面时，必

39、须提醒他们是在一个改进了的新接口版本下开发的。为了向上兼容，旧版本仍然保留。HDF APIs 包含几个独立的例程集，每个例程集是专门为简化一种数据类型的存储处理而设计的。这些接口在图 1d 中作为单文件和多文件层。尽管每个接口都要求程序调用，但所有底层细节都可以忽略。大多数情况下，只须在正确的时间调用正确的函数，剩下的事就由接口程序处理。多数 HDF 接口例程都有 FORTRAN-77 和 C 语言。也有用于 Java 程序员访问HDF 文件的 Java HDF 接口程序。19第第 4 4 章章 FY-3 卫卫星星数数据据 HDF 格格式式规规范范4.1 F FY Y- -3 3 卫卫星星数数

40、据据 文文件件中中使使用用的的 H HD DF F 对对象象4.1.1 文文件件（全全局局）属属性性 文件属性又称全局属性。HDF 除了描述每一个科学数据对象 SDS 的特征外，也在总体上描述文件的内容。FY-3 卫星数据文件（全局）属性记录了扫描时间、轨道参数、扫描线数和仪器状态等信息。4.1.2 科科学学数数据据集集（S SD DS S）在科学数据集中保存的是探测数据、定位数据、定标数据等信息。科学数据集有一些属性参数，可以对数据对象进行自我描述。 图 4-1 是科学数据集对象的组成结构。必要属性 可选属性图 4-1 科学数据集（SDS）的必选属性和可选属性示意图。科学数据集（SDS）：是

41、多维结构的数据。左边是必选属性，右边是可选属性 。必要属性：描述科学数据集（SDS）所需要的最少信息。名称： 该科学数据集具有唯一性的标识名称。数据类型： 数据存储类型（如, float 32）数据维数：描述数据各维的大小。 可选属性：预定义属性：补充描述以下信息。科学数据集科学数据集（SDS） 名称数据的维数数据类型预定义属性标签, 填充值等用户定义属性坐标缩放比例20 各维及数据的标记 数据的单位（units）： 值域（Valid_range）： 填充值（_FillValue） 用于解释或显示数据的坐标系 用户定义属性MODIS 1B 产品用这类属性（不同于类似的预定义属性）指明定标缩放比

42、例和偏移量。坐标缩放比例在解释和显示数据时使用的各维的缩放比例4.1.3 虚虚拟拟数数据据 ( (V VD DA AT TA A) ) 虚拟数据（Vdata） 是有固定数据域的表格，FY-3 数据文件中可以使用 Vdata 保存每一扫描线的附加信息。图 4-2 是其结构示意图。Vdata 的名称Vdata 的类别数据域_1数据域_2数据域_36.93.36.52.10.42.89.73.39.50.62.24.3记录 数据域图 4-2 由 HDF 定义的 Vdata 各项示意图虚拟数据（Vdata） 由名称、类别、数据域名唯一地定义名称： 从总体上描述数据内容的标记类别：通过指明数据用途进一步

43、区分 Vdata数据域名：各数据域的标记数据域：保存元数据的单元，每列为一类数据域，在 Vdata 生成时要指明其数据类型和级别数（order） 。数据类型可以是字符，8 比特、16 比特或 32 比特的有符号的或无符号的整型数、32 比特或 64 比特的浮点数。级别数（order）则指明在数据域中特定数据类型所使用的字的个数。21第第 5 5 章章 FY-3 1 级级数数据据格格式式说说明明5.1 F FY Y- -3 3A A 扫扫描描辐辐射射计计 L L1 1 级级数数据据格格式式 说说明明5.1.1 FY3A 扫描辐射计 L1 数据 5.1.1.1 数据概况表 5-1 FY3A 扫描辐

44、射计 L1 数据概况表FY3A扫描辐射计L1数据产品名称产品名称FY3A VIRR Level1 Product扫描辐射计10个可见光和红外通道1公里分辨率测值，经辐射定标和地球定位处理后生成的数据文件物理意义（中英文）物理意义（中英文）The geolocated and calibrated observations from VIRR instrument with 10 channels in visible and infrared spectral region with ground resolution of 1km at nadir are included主要用于云、冰雪、

45、气溶胶、植被、海面温度等产品的计算用途（中英文）用途（中英文）It is manly used for calculating cloud， parameter，Ice cover，snow cover，aerosol,vegetation index， sea surface temperature etc.用户用户FY3产品生成系统、应用服务系统、应用示范系统5.1.1.2 数据基本信息表 5-2 FY3A 扫描辐射计 L1 数据基本信息表产品名称：FY3A 扫描辐射计 L1 数据文件名约定：FY3A_VIRRD_GBAL_L1_YYYYMMDD_HHmm_1000M_MS.HDF（白天）

46、FY3A_VIRRN_GBAL_L1_YYYYMMDD_HHmm_1000M_MS.HDF（夜间）栏目栏目值值备注备注卫星名FY3A参考“附件 2：风云三号应用数据文件名命名规范”4.3仪器名称VIRRX数据区域类型GBAL数据级别L1分辨率1000M数据格式名称HDF分块方式块/5 分钟22数据量146M（白天） ，94M（夜间）5.1.2 L1 数据规格5.1.2.1 结构特性1) HDF 数据格式结构表 5-3 FY3A 扫描辐射计 L1 数据 HDF 结构L1 全局文件属性全局文件属性私有文件属性私有文件属性私有文件属性名私有文件属性名私有文件属性中文名私有文件属性中文名1Produc

47、t_Format_VerProduct_Format_Ver产品格式版本号2Time_Error_ScansTime_Error_Scans时序出错线数3Frame_Count_Error_ScansFrame_Count_Error_Scans帧计数出错线数4Frame_Sync_Error_ScansFrame_Sync_Error_Scans帧同步出错线数5Lost_ScansLost_Scans丢线数6Calibrated_ScansCalibrated_Scans完成定标扫描线数7Geolocated_ScansGeolocated_Scans完成定位扫描线数8Ramp_Cal_In

48、dicatorsRamp_Cal_Indicators斜坡校准指示符9RefSB_Cal_CoefficientsRefSB_Cal_Coefficients反射通道定标系数10RefSB_Solar_IrradianceRefSB_Solar_Irradiance反射通道太阳辐照度11RefSB_Equivalent_WidthRefSB_Equivalent_Width反射通道等效宽度12RefSB_Effective_WavelengthRefSB_Effective_Wavelength反射通道有效波长13Emmisive_Centroid_Wave_NumberEmmisive_Ce

49、ntroid_Wave_Number发射通道中心波数14Emmisive_BT_CoefficientsEmmisive_BT_Coefficients发射通道亮温订正系数15Prelaunch_Nonlinear_CoefficientsPrelaunch_Nonlinear_Coefficients发射前非线性订正系数16Emissive_Coefficients_AveEmissive_Coefficients_Ave发射通道定标系数平均值17Emissive_Coefficients_StdEmissive_Coefficients_Std发射通道定标系数标准差科学数据集科学数据集科学

50、数据集名科学数据集名(英文英文)科学数据集中文名科学数据集中文名SDS 01EV_RefSB SDSEV_RefSB太阳反射通道地球观测数据SDS 02EV_Emissive SDSEV_Emissive发射通道地球观测数据SDS 03Emissive_Radiance_Scales SDSEmissive_Radiance_Scales发射通道定标系数SDS 04Emissive_Radiance_Offsets SDSEmissive_Radiance_Offsets发射通道定标偏移量SDS 05Longitude SDSLongitude经度SDS 06Latitude SDSLatit

51、ude纬度SDS 07SensorZenith SDSSensorZenith传感器天顶角SDS 08SensorAzimuth SDSSensorAzimuth传感器方位角SDS 09SolarZenith SDSSolarZenith太阳高度角SDS 10SolarAzimuth SDSSolarAzimuth太阳方位角SDS 11LandSeaMask SDSLandSeaMask海陆模板数据SDS 12Height SDSHeight海拔高度SDS 13LandCover SDSLandCover陆地覆盖类型SDS 14QA SDSQA质量信息SDS 15Packet_Count SD

52、SPacket_Count包序列计数23SDS 16Day_Count SDSDay_Count天计数SDS 17Msec_Count SDSMsec_Count天毫秒级计数SDS 18Day_Night_Flag SDSDay_Night_Flag白天/夜晚模式标志SDS 19EVS_Orb_Pos SDSEVS_Orb_Pos对地观测起始时刻 ECR 轨道位置(x,y,z)SDS 20EVS_Orb_Vel SDSEVS_Orb_Vel对地观测起始时刻 ECR 轨道速度SDS 21EVS_Attitude_Angles SDSEVS_Attitude_Angles对地观测起始时刻姿态角(,

53、)2) HDF 全局文件属性表 5-4 FY3A 扫描辐射计 L1 数据全局文件属性定义描述描述属性名称属性名称数据类型数据类型数量数量值值卫星名称（如FY-3A等）Satellite Name8-bit signed char不定长FY-3A仪器名称Sensor Name8-bit signed char不定长Visible and InfraRed Radiometer传感器代码（如VIRR）Sensor Identification Code8-bit signed char不定长VIRR数据集名称（如MPT）Dataset Name8-bit signed char不定长Global

54、VIRR Data文件名称File Name8-bit signed char不定长文件别名File Alias Name8-bit signed char不定长产品生成地（NSMC）Responser8-bit signed char不定长处理软件版本号(如 V1.0.0)Version Of Software8-bit signed char不定长V 1.0.0处理软件更新日期Software Revision Date8-bit signed char不定长定标系数版本号Version Of Coefficient Index8-bit signed char不定长定标系数更新日期Coe

55、fficient Index Revision Date8-bit signed char不定长数据观测开始日期(包括年月日)Observing Beginning Date8-bit signed char不定长数据观测开始时间（包括时分秒毫秒）Observing Beginning Time8-bit signed char不定长数据观测结束日期(包括年月日)Observing Ending Date8-bit signed char不定长数据观测结束时间（包括时分秒毫秒） Observing Ending Time8-bit signed char不定长数据创建日期(包括年月日)Data

56、 Creating Date8-bit signed char不定长24描述描述属性名称属性名称数据类型数据类型数量数量值值数据创建时间（包括时分秒毫秒）Data Creating Time8-bit signed char不定长白天夜间标志Day Or Night Flag8-bit signed char不定长轨道号Orbit Number 32-bit unsigned Integer1轨道周期Orbit Period16-bit unsigned Integer1轨道方向Orbit Direction8-bit signed char1数据质量标记(1-5级)Data Quality8

57、-bit unsigned Integer1总扫描数Number Of Scans32-bit signed Integer1白天模式扫描数Number Of Day mode scans32-bit signed Integer1晚上模式扫描数Number of Night mode scans32-bit signed Integer1不完整的扫描数Incomplete Scans32-bit signed Integer1扫描线质量检验码QA_Scan_Flag8-bit unsigned Integer nscans象元质量检验码QA_Pixel_Flag16-bit unsigned

58、 Integernscans起始行号Begin Line Number16-bit unsigned Integer1结束行号End Line Number16-bit unsigned Integer1起始象元号Begin Pixel Number16-bit unsigned Integer1结束象元号End Pixel Number16-bit unsigned Integer1地球椭球参考坐标系ID（WGS84）Reference Ellipsoid Model ID8-bit signed char1日地距离比Earth/Sun Distance Ratio64-bit floati

59、ng point1地球半径（m）Earth Radius64-bit floating point1地球扁率Earth Oblateness64-bit floating point1地球偏心率Earth Eccentricity64-bit floating point1历元时间EpochTime64-bit floating point1半长轴(KM)SemimajorAxis64-bit floating point1偏心率Eccentricity64-bit floating point1倾角(度)OrbitalInclination64-bit floating point1升交点赤

60、经(度)AscendingNodeLongitude64-bit floating point1近地点角(度)PerigeeArgument64-bit floating point1平近地点角(度)MeanAnomaly64-bit floating point1轨道4个角点纬度Orbit Point Latitude32-bit floating point4轨道4个角点经度Orbit Point Longitude32-bit floating point425描述描述属性名称属性名称数据类型数据类型数量数量值值文件的附加说明(可以对文件的使用、创建人等说明)AdditionalAnot