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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。
2、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
3、分钟 卫星发射窗口：降交点地方时 10:05 1.2.2 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 /s 3 1.2.3 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、(4)扫描器转速：6 线/秒 (5)每条扫描线采样点数：2048 (6)MTF0.3 (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)。 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
5、%0-100% 33.55-3.930.4k180-350k 410.3-11.30.2k180-330k 511.5-12.50.2k 180-330k 61.55-1.640.15%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% 4 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
6、 (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-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
7、-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) 1 2 3 4 5 6 669 680 690 703 716 733 14.95 14.71 14.49 14.22 13.97 13.64 3 10 12 16 16 16 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2/H2O 280 265 250 260 275 290 4.00 0.80 0.60 0.35 0.32 0.36 30 60 100 400 600 800 5 774913.3516CO2/H2O3000.
8、30900 880212.4730 大气窗区 3300.20 地表 990011.1135 大气窗区 3300.15 地表 1010309.7125O32800.2025 1113457.4350H2O3300.23800 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 0.0
9、1 1000 950 700 400 1823884.1925CO23200.01 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 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 2580651.24650H2O100%A0.10%A 地表 2660981.64450H2O100%A
10、0.10%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，星下点) 星上校正黑体2 个(暖黑体、外层冷空间
11、) 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%0.55 90 3-3401.2 253.5960.115O2 （2170） 10% 0.4 90 3-3401.2 354.94O240010%0.4 90 3-3401.2 457.290O23
12、3010%0.4 90 3-3401.2 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
13、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 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 3-340 2150(H) 窗区 100010%1.15093% 双边带 3-340 3183.311H2O50010%1.
14、23095% 双边带 3-340 4183.313H2O100010%1.13095% 双边带 3-340 5183.317H2O200010%1.23095% 双边带 3-340 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
15、 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： 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)
16、10.4700.052500.45100% 20.5500.052500.4100% 30.6500.052500.4100% 40.8650.052500.45100% 511.252.52500.54 K330k 60.4120.0210000.180% 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
