NOAA系列极轨气象卫星数据格式.docx
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NOAA系列极轨气象卫星数据格式
NOAA系列极轨气象卫星
数据格式
1卫星介绍
目前我国接收、存档和利用的NOAA系列卫星要紧分为美国第四代（NOAA-9--NOAA-14）和第五代（NOAA-15--NOAA-17）极轨气象卫星，它们的一起点是卫星姿态为三轴稳固，扫描率为6条扫描线/秒，对地扫描角±度，星下点分辨率，卫星轨道是太阳同步轨道，高度在800之间，倾角为度之间，偏心率小于10E-4。
周期101-102分。
24小时内卫星绕地球运行14圈左右。
回归周期9天左右，所不同的第五代卫星在AVHRR探测器安装改良的甚高分辨率辐射计3型（AVHRR/3），增加CH3A（同CH3B进行时刻切换），同时TOVS变成ATOVS，增加微波探测器等先进仪器，而且预处置生成的1B文件由紧缩形式改变成二进制长字节文件。
现将卫星某些轨道参数介绍如下：
NOAA-11卫星：
发射日期1988年9月24日，正式运行日期1988年11月8日
轨道高度：
841千米轨道倾角：
度轨道周期：
分
NOAA-12卫星：
发射日期1991年5月14日，正式运行日期1991年9月17日
轨道高度：
804千米轨道倾角：
度轨道周期：
分
NOAA-14卫星：
发射日期1994年12月30日，正式运行日期1985年4月10日
轨道高度：
845千米轨道倾角：
度轨道周期：
分
NOAA-15卫星：
发射日期1998年5月13日，正式运行日期1998年12月15日
轨道高度：
808千米轨道倾角：
度轨道周期：
分
NOAA-16卫星：
发射日期2000年9月12日，正式运行日期2001年3月20日
轨道高度：
850千米轨道倾角：
度轨道周期：
分
NOAA-17卫星：
发射日期2002年6月24日，正式运行日期2002年10月15日
轨道高度：
811千米轨道倾角：
度轨道周期：
分
2有效载荷介绍
NOAA卫星装载有6个光谱通道的可见光和红外扫描辐射计，包括1个可见光、2个近红外通道、1个中波红外通道和2个长波红外通道。
数据量化品级10比特，NOAA-K/L/M（15，16/17）是美国第五代极轨业务环境卫星，星上要紧携带有：
（1）改良的甚高分辨率辐射计3型（AVHRR/3），
（2）高分辨率红外辐射探测仪3型（HIRS-3），（3）先进的微波探测装置A型（AMSU-A），（4）先进的微波探测装置B型（AMSU-B）。
其中HIRS-3、AMSU-A和AMSU-B统称为先进的TIROS业务垂直探测器（ATOVS）。
表ATOVS和AVHRR仪器性能参数
仪器参数
HIRS/3
AMSU-A
AMSU-B
AVHRR/3
通道数
20
15
5
6
IFOV（度）
/*
毫弧度
扫描周期（秒）
8
对地扫描视场数
56
30
90
2048
视场步进角（度）
毫弧度
最大扫描角（度）
星下点分辨率（km）
*
45
扫描带宽约（km）
2248
2226
2168
2400
表AVHRR光谱通道特点和要紧探测目的
通道
序号
波长
（μm）
主要
用途
1
白天图像、植被、冰雪
2
白天图像、植被、水/陆边界、大气校正
3a*
白天图像、土壤湿度云雪判识、干旱监测、云相区分
3b*
下垫面高温点、夜间云图、森林火灾
4
昼夜图像、海表和地表温度
5
昼夜图像、海表和地表温度
*：
通道3A和3B时刻共享。
表HIRS/3光谱通道特点和要紧探测目的
通道
序号
波数
（cm-1）
波长
（μm）
主要吸收
成份
峰值能量
高度
主要
用途
1
2
3
4
5
6
7
669
680
690
703
716
733
749
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2/H2O
CO2/H2O
30hPa
60hPa
100hPa
400hPa
600hPa
800hPa
900hPa
大气温度廓线
8
900
窗区
地表
表面温度
9
1030
O3
25hPa
臭氧总含量
10
802
窗区
地表
表面温度
11
12
1365
1533
H2O
H2O
700hPa
500hPa
水汽廓线
13
14
15
16
2188
2210
2235
2245
N2O
N2O
CO2/N2O
CO2/N2O
1000hPa
950hPa
700hPa
400hPa
大气温度廓线
17
18
19
2420
2515
2660
窗区
窗区
窗区
地表
地表
地表
表面温度
20
14500
窗区
云
云
表AMSU-A光谱通道特点及其要紧探测目的
通道
序号
中心频率
（GHz）
主要
吸收成分
峰值能量
高度
主要
用途
1
窗区
地表
可降水、云中液态水
2
窗区
地表
可降水、云中液态水
3
窗区
地表
表面发射率
4
O2
850hPa
大气温度
5
±
O2
600hPa
大气温度
6
O2
400hPa
大气温度
7
O2
250hPa
大气温度
8
O2
150hPa
大气温度
9
f0=
O2
80hPa
大气温度
10
f0±
O2
50hPa
大气温度
11
f0±,±
O2
20hPa
大气温度
12
f0±,±
O2
10hPa
大气温度
13
f0±,±
O2
5hPa
大气温度
14
f0±,±
O2
2hPa
大气温度
15
窗区
地表
可降水、云中液态水
表AMSU-B光谱通道特点及其要紧探测目的
通道
序号
中心频率
（GHz）
主要
吸收成分
峰值能量
贡献高度
主要
用途
1
窗区
地表
可降水、云中液态水
2
窗区
地表
可降水、云中液态水
3
±1
H2O
350hPa
大气湿度
4
±3
H2O
500hPa
大气湿度
5
±7
H2O
650hPa
大气湿度
3NOAA1B数据格式
3.1紧缩形式的1B格式
紧缩形式的1B格式是针对NOAA-1一、12和NOAA-14卫星的1B数据格式。
1、数据结构
1B数据以记录为单位寄存，其结构如下。
记录1：
TBM头记录122字节；
记录2：
数据头记录7400字节；
记录3：
为空记录，共7400字节；
记录4-N：
数据记录7400字节。
2、数据格式
1）TBM头记录格式
字节序号
字节数
说明
31-74
75
44
1
IB数据集文件名
T／S拷贝
76-78
3
起始纬度
79-81
3
结束纬度
82-85
4
起始经度
86-89
4
结束经度
90-91
2
开始时间（时）
92-93
2
开始分
94-96
3
数据时段（分）
97
1
增加数据选择（Y／N）
98-117
20
通道选择（二进制）
2）数据头记录格式
字节序号
字节数
类型
说明
1
1
C*1
卫星标识
2
1
C*1
资料类型
3-8
6
观测开始时间
9-10
2
I*2
扫描线数
11-16
6
观测结束时间
18-24
7
C*7
轨道序号ASCII码表示
25
1
C*1
斜坡校正标记
26
1
C*1
扫描脱漏标记（脱漏扫描线数）
27-32
6
质量检验信息
33-34
2
I*2
定标参数标志
35
1
C*1
数据接收和控制子系统状态’
36-40
5
充‘O’
41-82
42
C*42
数据集名（EBCDIC）
83-7400
7317
7317
充‘O’
3）数据信息记录格式
IB数据中每一条扫描线占两个记录。
第一个记录的前半部份为本扫描线的信息说明，后半部份为本扫描线的AVHRR观测数据；第二个记录为本扫描线AVHRR观测数据的其余部份。
具体魄式如下：
（1）记录格式说明
字序号
字节数
类型
说明
1-2
1
I*2
扫描线数序号
3-8
6
I*2
观测时间_年+日计数+毫秒
9-12
4
I*2
质量标记
13-52
40
I*4
（2,5）
5个通道的定标系数（斜率2.**30，截距2.**22）
（1,5）存放1-5通道斜率
（2,5）存放1-5通道截距
52-53
1
I*2
有意义的定位点个数
54-104
51
I*2
51个定位点的太阳天顶角[*2度]
105-308
204
I*2
51个定位点的地理经纬度[*128]
（1,51）:
地理纬度（2,51）:
地理经度
607-608
2
空
309-448
140
I*2
HRPT帧遥测数据
449-7400
6952
空
后续记录
1-6704
6704
I*4
AVHRR数据（通道1-通道5）
6705-7400
696
备份
（2）时刻码格式
字节
1
2
3
4
5
6
信息
年
日计数
毫秒
比特
7
9
27bit
（3）质量查验信息格式
字节
bit
说明
1
1
2
3
4
5
6
7
8
数据无效标记1：
数据无效0：
有效
时序错标记1：
时序错0：
正确
数据超界标记1：
超界0：
正确
出现重复同步标记1：
出现0：
无
定标标记1：
定标无效0：
有效
地球定位标记1：
定位无效0：
有效
升降轨标记1：
升轨0：
降轨
伪噪声产生标记1：
伪噪声0：
无
2
1
2
3
4
5
6-8
比特同步状态
帧同步错误标记
帧同步锁定标记
备份
3
1
2
3
4
5
6-8
第一辅帧TIP奇偶
第二辅帧TIP奇偶
第三辅帧TIP奇偶
第四辅帧TIP奇偶
第五辅帧TIP奇偶
备份
4
1-6
7-8
同步错数
备份
（4）图像数据块信息说明
AVHRR数据每一帧有2048个象元点，每一个点5个波段，共有10240个取样值，每一个取样值10bit,记录时每3个取样值（3×10bit）放在4个字节的记录区（32bit中）。
每4个字节中头2bit为空位，与一个象元点依波段1，2，3，4，5顺序记录。
最后的4个字节只放一个取样值（10bit）其余20bit为零。
具体魄式如下：
第1个象元第2个象元第2048个象元
／
／
／
波
段
1
波
段
2
波
段
3
／
／
／
波
段
4
波
段
5
波
段
1
／
／
／
波
段
2
波
段
3
波
段
4
／
／
／
波
段
5
／
／
／
～～～
波
段
1
／
／
／
波
段
2
波段
3
波段
4
／
／
／
波
段
5
／
／
／
3.2NOAA_K/L/M/N（15,16,17..）卫星1B数据格式
本文件为二进制直接文件存取。
文件由1个头记录和N个数据记录组成。
每一个记录的逻辑记录长度为22016个字节（Byte）。
AVHRR/3有6个,即,,ch.3a，3b,,。
其中,,ch.3a为可见光和近红外通道，,,为红外通道。
而且，ch.3a,共用一个数据位置，即，白天为ch.3a，夜间为。
一、头记录格式：
字节序号
字节数
类型
数据描述
一般信息
1~3
3
C*3
数据集生成地点的缩写符号
4~4
1
C*1
ASCII空格符
5~6
2
I*2
1B格式版本号
7~8
2
I*2
1B格式版本发布的年号（year）
9~10
2
I*2
1B格式版本发布的年日（dayofyear）
11~12
2
I*2
逻辑记录长度，仅用于数据集生成地点
13~14
2
I*2
记录块长，仅用于数据集生成地点
15~16
2
I*2
头记录所占的记录个数
17~22
2x3
I*2
填充符
23~64
42
C*42
数据集名
65~72
8
C*8
处理块识别标志
73~74
2
I*2
NOAA卫星识别码（4=NOAA-15）
75~76
2
I*2
仪器识别符
77~78
2
I*2
数据类型（1=LAC；2=GAC；3=HRPT；4=TIP；
5=HIRS；6=MSU；7=SSU；8=DCS；9=SEM；
10=AMSU-A；11=AMSU=B）
79~80
2
I*2
TIP原码（0=无效的；1=嵌于GAC中AMSU和TIP；
2=存储的TIP；3=嵌于HRPT中AMSU和TIP；
4=存储的AIP）
81~84
4
I*4
开始日（从1950年1月1日00时开始）
85~86
2
I*2
开始年（year）
87~88
2
I*2
开始日（dayofyear）
89~92
4
I*4
开始世界时（UTC）（timeofday；毫秒）
93~96
4
I*4
结束日（从1950年1月1日00时开始）
97~98
2
I*2
结束年（year）
99~100
2
I*2
结束日（dayofyear）
101~104
2
I*2
结束世界时（UTC）（timeofday；毫秒）
105~106
2
I*2
最后CPIDS更新的年份（year）
107~108
2
I*2
最后CPIDS更新的日（dayofyear）
109~116
2x4
I*2
填充符
数据质量指示标记
117~120
4
I*4
第一个仪器的状态：
bits31–16:
bit15:
马达/遥测（0=off，1=on）
bit14:
电子/遥测（0=off，1=on）
bit13-11:
Ch.1,2,3a状态（0=不可用；1=可用）
bit10-8:
Ch.3b,4,5状态（0=不可用；1=可用）
bit7:
Ch3a/3b选择状态
bit6:
电压标定状态（0=off，1=on）
bit5:
冷却器热（0=off；1=on）
bit4:
扫描马达（0=low；1=high）
bit3:
遥测锁定（0=off；1=on）
bit2:
地球阴影（0=off；1=on）
bit1:
patch控制（0=off；1=on）
bit0:
121~122
2
I*2
填充符
123~124
2
I*2
状态变化记录数（0=没变化）
125~128
4
I*4
第二个仪器的状态（如前一个字为0，则没变化）
129~130
2
I*2
本数据集中的扫描线数
131~132
2
I*2
本数据集中已定标、定位的扫描线数
133~134
2
I*2
丢失的扫描线数
135~136
2
I*2
本数据集中的数据空隙记数
137~138
2
I*2
没有帧同步码错误的数据帧记数
139~140
2
I*2
检测TIP校验错误的PACS记数
141~142
2
I*2
输入数据中检测到的辅助同步错误码总数
143~144
2
I*2
时间顺序错误（0=没有；否则为首次发生的记录数）
145~146
2
I*2
时间顺序错误码
147~148
2
I*2
SOCC时钟更新标志（0=没有；否则为首次发生的记录数）
149~150
2
I*2
地球定位错误标志（0=没有；否则为首次发生的记数）
151~152
2
I*2
地球定位错误码
153~154
2
I*2
PACS状态：
bits15–3:
bit2:
pseudonoise（0=normaldata;1=P/Ndata）
bit1:
tapedirection（0=timedecrementing）
bit0:
datamode（0=testdata;1=flightdata）
155~156
2
I*2
PACS数据源（0=unsed；1=Gilomore；2=Wallops；3=SOCC）
157~160
4
I*4
填充符
161~168
8
C*8
备份
169~176
8
C*8
备份
177~186
2x5
I*2
填充符
定标信息
187~188
2
I*2
Ramp/auto定标指示符:
bits15–6:
bit5-0:
rampnon-linearityforGAC,LACandHRPT
channel5,4,3b,3a,2,1.
189~190
2
I*2
最近的太阳通道定标年（如，1999）
191~192
2
I*2
最近的太阳通道定标日（如，365）
193~194
2
I*2
主要定标算法标志
195~196
2
I*2
主要定标算法选择：
bits15:
bit14:
Ch.5resolution（0=high;1=low）
bit13:
Ch.5substitutioncoefficients（0=no;1=yes）
bit12-10:
bit9:
Ch.4resolution（0=high;1=low）
bit8:
Ch.4substitutioncoefficients（0=no;1=yes）
bit7-5:
bit4:
Ch.3bresolution（0=high;1=low）
bit3:
Ch.3bsubstitutioncoefficients（0=no;1=yes）
bit2-0:
197~198
2
I*2
辅助定标算法标志
199~200
2
I*2
辅助定标算法选择：
bits15:
bit14:
Ch.5resolution（0=high;1=low）
bit13:
Ch.5substitutioncoefficients（0=no;1=yes）
bit12-10:
bit9:
Ch.4resolution（0=high;1=low）
bit8:
Ch.4substitutioncoefficients（0=no;1=yes）
bit7-5:
bit4:
Ch.3bresolution（0=high;1=low）
bit3:
Ch.3bsubstitutioncoefficients（0=no;1=yes）
bit2-0:
201~202
2
I*2
红外目标温度1转换系数1（*10^2）
203~204
2
I*2
红外目标温度1转换系数2（*10^5）
205~212
2x4
I*2
红外目标温度1转换系数3-6（*10^8）
213~214
2
I*2
红外目标温度2转换系数1（*10^2）
215~216
2
I*2
红外目标温度2转换系数2（*10^5）
217~224
2x4
I*2
红外目标温度2转换系数3-6（*10^8）
225~226
2
I*2
红外目标温度3转换系数1（*10^2）
227~228
2
I*2
红外目标温度3转换系数2（*10^5）
229~236
2
I*2
红外目标温度3转换系数3-6（*10^8）
237~238
2
I*2
红外目标温度4转换系数1（*10^2）
239~240
2
I*2
红外目标温度4转换系数2（*10^5）
241~248
2
I*2
红外目标温度4转换系数3-6（*10^8）
249~256
4x2
I*4
填充符（0）
辐射转换系数
257~260
4
I*4
CH1太阳滤波辐照度（*10）（inwavelength）
261~264
4
I*4
CH1等效滤波宽度（*10^3）（inwavelength）
265~268
4
I*4
CH2太阳滤波辐照度（*10）（inwavelength）
269~272
4
I*4
CH2等效滤波宽度（*10^3）（inwavelength）
273~276
4
I*4
CH3a太阳滤波辐照度（*10）（inwavelength）
277~280
4
I*4
CH3a等效滤波宽度（*10^3）（inwavelength）
281~284
4
I*4
通道CH3b中心波数（*10^2）
285~288
4
I*4
通道CH3b常数c1（*10^5）
289~292
4
I*4
通道CH3b常数c2（*10^6）
293~296
4
I*4
通道CH4中心波数（*10^3）
297~300
4
I*4
通道CH4常数c1（*10^5）
301~304
4
I*4
通道CH4常数c2（*10^6）
305~308
4
I*4
通道CH5中心波数（*10^3）
309~312
4
I*4
通道CH5常数c1（*10^5
升级会员 