风云卫星数据和产品应用手册第1章概述1.1 FY-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≤0.003⑸标称轨道回归周期为5.79天⑹轨道保持偏心率：≤0.00013⑺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10:051.2.2 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 °/s1.2.3 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X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X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、9 7%(反射率)CH6、10 10%(反射率)红外通道：1k(270k)。
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X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X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1.2.5.4 微波湿度计（MWHS）（1）对地扫描X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X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 仪器参数表1-7 光谱通道技术指标1.2.5.5 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X围：±（55.1±0.05）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：可见光和近红外通道：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)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X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250～340nm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(2)太阳模式①在光谱波段160～400nm进行连续扫描，步长为0.07nm，观测太阳光谱辐照度。
②波长重复性：±0.02nm③波长精度：±0.03nm(臭氧特征线)±0.05nm(连续光谱)④动态X围：106(从最小量化信号到最大量化信号，量化等级16bit/档)⑤灵敏度：亮度：6×10-4μw/cm2·sr·nm(λ=252nm)时，S/N≥30(第一颗星)S/N≥5照度：0.5W/cm3(λ=160nm)时，S/N≥2⑥杂散光：4.5X10-6量级⑦辐亮、辐照度相对定标精度:3%(160～250nm)2%(250～400nm)⑧漫反射板定标精度：3%⑨星下点分辨率：约200Km⑩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。
○11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。
1.2.5.8 紫外臭氧总量探测仪（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。
(2)动态X围：104，详见表1-12表1-12 动态X围探测最小亮度（W/cm2.nm.sr）探测最大亮度（W/cm2.nm.sr）0.009 9.8780.009 13.6840.027 17.4240.036 18.260.108 30.5250.207 34.683(3)灵敏度：≤0.004μw/cm2·sr·nm(S/N=1)(4)扫描X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，并通过遥测发送到地面。
1.2.5.9 太阳辐射监测仪（SIM）(1)辐照度测量X围：100～1400W/m2(2)光谱X围：0.2～50μm(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X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%(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(2)重离子能道表1-14 重离子探测主要指标第2章术语和缩略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表2-2缩略语表——风云三号遥感仪器名称表2-3缩略语表——数据及产品名称表2-4缩略语表——数据及产品格式第3章HDF说明3.1 HDF简介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：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 HDF库介绍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 HDF的6种基本数据类型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），注解（Annotation），虚拟数据（Vdata）和虚拟组（Vgroup）。