风云卫星数据与产品应用手册.docx
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风云卫星数据与产品应用手册
风云卫星数据和产品
应用手册
概述
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。
主要技术指标
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
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
太阳帆板对日定向跟踪
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
遥感探测仪器性能指标
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%
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
330
0.15
地表
10
1030
9.71
25
O3
280
0.20
25
11
1345
7.43
50
H2O
330
0.23
800
12
13
1365
1533
7.33
6.52
40
55
H2O
H2O
285
275
0.30
0.30
700
500
14
15
16
17
2188
2210
2235
2245
4.57
4.52
4.47
4.45
23
23
23
23
N2O
N2O
CO2/N2O
CO2/N2O
310
290
280
266
0.01
0.01
0.01
0.01
1000
950
700
400
18
2388
4.19
25
CO2
320
0.01
大气
19
20
2515
2660
3.98
3.76
35
100
大气窗区
大气窗区
340
340
0.01
0.002
地表
地表
21
14500
0.69
1000
大气窗区
100%A
0.10%A
云
22
11299
0.885
385
大气窗区
100%A
0.10%A
地表
23
10638
0.94
550
H2O
100%A
0.10%A
地表
24
10638
0.94
200
H2O
100%A
0.10%A
地表
25
8065
1.24
650
H2O
100%A
0.10%A
地表
26
6098
1.64
450
H2O
100%A
0.10%A
地表
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
扫描步进角
6.9°
水平分辨率*
50~75公里(836km高度,星下点)
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)
NEΔT
(k)
天线波束效率(%)
动态范围
(K)
定标精度
(不含NEΔT)
(K)
1
50.30
窗区
180±10%
0.55
>90
3-340
1.2
2
53.596±0.115
O2
(2×170)±10%
0.4
>90
3-340
1.2
3
54.94
O2
400±10%
0.4
>90
3-340
1.2
4
57.290
O2
330±10%
0.4
>90
3-340
1.2
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
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NEΔT)
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)
NEΔT
(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)
1
150(V)
窗区
1000±10%
1.1
50
≥93%
双边带
3-340
2
150(H)
窗区
1000±10%
1.1
50
≥93%
双边带
3-340
3
183.31±1
H2O
500±10%
1.2
30
≥95%
双边带
3-340
4
183.31±3
H2O
1000±10%
1.1
30
≥95%
双边带
3-340
5
183.31±7
H2O
2000±10%
1.2
30
≥95%
双边带
3-340
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:
±(55.1±0.05)度
(4)扫描器转速:
40转/分
(5)扫描抖动:
小于1IFOV(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
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