GB/T 37846-2019 空间高能天文数据存档格式

ICS07.040

A46

中华人民共和国国家标准

GB/rl'37846-2019

空间高能天文数据存档格式

Definitionofarchiveddataformatforspace-basedhigh-energyastronomy

2019-08-30发布2019-12-01实施

国家市场监督管理总局

发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T37846-2019

目

次

前言－I

1范围·1

2规范性引用文件………··

3术语和定义…………

4整体结构…………………2

5基本单元…………………2

5.1结构…………………2

5.2基本文件头…………………………2

5.3基本数据数组………………………3

5.4自由群组……………4

6规范扩展单元……………4

6.1结构和分类4

6.2标准扩展单元4

7专用记录8

8关键字记录8

8.1记录方式8

8.2关键字名称8

…..8

8.3值指示符

8.4关键字的值和｜注释8

8.5单位…9

附录A（规范性附录）关键字··10

附录B（资料性附录）已注册的规范扩展类型·23

24

附录c（资料性附录）单位…

参考文献……………………27

GB/'I'37846-2019

a

目。

在司

一

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由中国科学院提出。

本标准由全国空间科学及其应用标准化技术委员会CSAC/TC312）归口。

本标准起草单位：中国科学院高能物理研究所、中国科学院国家空间科学中心、中国科学院空间应

用工程与技术中心。

＊标准主要起草人：宋黎明、郑世界、刘元、葛明玉、李承奎、聂建J~t、徐鹤、佟继周、纪珍、李云龙、

黑保琴。

I

GB/'I'37846-2019

空间高能天文数据存档格式

1范围

本标准规定了空间高能天文数据存档的通用格式，包括整体结构、基本单元、规范扩展单元、专用记

录和关键字记录等。

本标准适用于空间高能天文数据的生产、发布、使用和归挡，其他天文观测数据可参照执行。

注：本标准中的高能天文章~t店’主要包括在X射线和伽l马射线被段开展夭文研究所产生的观拟1J数据。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T30114.1空间科学及其应用术语第1部分：基础通用

GB/T30114.3空间科学及其应用术语第3部分：空间天文

IEEE754-2008信息技术微处理器系统浮点运算（InformationTechnology-1\llicroprocessor

Systems-Floating-PointArithmetic)

3术语和定义

GB/T30114.1、GB/T30114.3界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

ASCII文本ASCIItext

由ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange）表中位置排序在十进制32～126

或十六进制20～7E之间的字符组成的文本。

3.2

关键字记录key,vordrecord

1:!:1长度为80字节的ASCII字符组成的文本．用来说明关键字的名称、值及注释等。

3.3

FI'J'S块FI1'Sblock

FITS(FlexibleImageTransportSystem）文件中由连续的2880个字节（2880×8比特〉组成的记

录块。

3.4

文件头块headerblock

由36个关键字记录组成的FI1'S块。

3.5

文件头header

一个或多个文件头块组成的描述，说明其后的数据结构和l数据内容。

3.6

数据块datablock

含有记录数据的FITS块。

1

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3.7

HDUheaderanddataunit

文件头和相应的数据单元组成的结掏，可同时存在也可只由文件头组成。

3.8

索引关键字indexedkey,vord

由同一个字根和其后附加顺序递增的正整数组成的关键字类型。

3.9

堆区heap

基本数据表后面的数据补充区。

4整体结构

数据存档文件的整体结构为－

a)基本单元；

b)规范扩展单元（可选〉；

c)专用记录（可选）。

数据存档文件应以基本单元开始，之后可跟随多个规范扩展单元，可由专用记录结束。数据存档文

件的内容由整数个FI1'S块记录，FITS块个数没有强制要求。整体结构见表1。

表1存档文件的整体结构

结构组成备注

基本单元基本文件头基本数据数组:!i.X:自由挥手组详见第5掌

规范扩展且在兀l单兀头l数据序列1

......

详见第6举

规范扩展单元n单兀头n数据序列n

详见第7~在

专f书记录整数个FITS块

5基本单元

5.1结构

基本单元应以基本文件头开始，可后随基本数据数组或自由群组，但基本数据数组和自由群组不能

同时存在，且在基本文件头中应针对后随内容采用不同的关键字记录进行说明。

5.2基本文件头

5.2.1基本数据数组对应的基本文件头

后随基本数据数组时，基本文件头应把“SIMPLE”作为第一个关键字记录（值应是“T勺，并且按照

表2的顺序给出所有的强制性关键字记录，其他关键字记录应插在最后一个“NAXISn”关键字记录之

后。＇＇END”关键字记录后来填满的FITS块区域应使用ASCII空格填充。

关键字的详细用法见附录A。

2

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表2基本数据数组对应的基本文件头中的强制性关键字记录

拌

关键字名称f直指示衍关键字的值

1SIN!PLET

2BITPIX取值见表A.I

3NA.XIS不大于999的非负整数

4NAXTSn,n=1，….k(k是关键字NAXTS的｛自）非负E在数

·..

（其他关键字记录）

·..

最后一行END该关键字无值

注．第二行中..NAXTS”是关键字名称，也是第四行索弓｜关键字的词根．该关键字的值表示该基本数据数组的维

数。如果；因，值为零，则不应包含基本数据数缀。＊标准•I＝•其他地方出现的＂NAXIS”用法与此处一致。

5.2.2自囱群组对应的基本文件头

后随自由群组时，基本文件头中应把“SIMPLE”作为第一个关键字记录（值应是“丁勺，并且按照表

3的顺序给出所有的强制性关键字记录。其他关键字记录应插在最后一个＂＇NAXISn”关键字记录之后。

关键字..NAXISl”的值应是0，其他关键字记录中应包含“GRC)UPS”（值应是“T”）、“PCC)UNT”和

"GCOUNT”。“END”关键字记录后未填满的FITS块区域应使用ASCII空格填充。

关键字的详细用法见附录A。

自由群组对应的基本文件头中的强制性关键字记录

表3

#

-关键字名称｛阜指示符关键字的值

12

ST.tv!PLET

BITPIX取值见表人1

3

NAXTS不大于999的非负经数

4

NAXISl。

5

NAXISn,n=2.….k(k是关键字NAXIS的值）非负E在数

（其他关键字记录，其中应包括

GRC)UPST

数甜思数

PCC)UNT

宠甜

GCOUNT

最后一行END该关键字无值

5.3基本数据数组

基本数据数组由系列数组元素组成，以连续数据流的方式记录，第一个数据块的第一个比特作为流

的开始位。每个数组元素的长度应有相同的比特位数，由关键字“BITPIX”声明。

数组元素的存储应按照正字节序（高字节在前、低字节在后〉连续存放。如果最后一个FITS块未

填满，应把剩余的所有比特位用二进制0填充。

多维数组的存放j顺序是：首先存放第一维的数据，之后依次存放其余维的数据，在某一维的结束和

下一维的开始之间不应有任何间隔或其他特妹字符。

3

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5.4自由群组

自由群组可由多个··群组”构成，每个群组出一个数据数组和对应的一套参数值组成。

自由群组~1＝•群组个数由相应的基本文件头里的关键字＂GCOUNT”声明．每个群组的参数个数由关

键字＂PCOUNT”声明。

群组中的参数和数据应连续存放。以第一个群组的第一个参数开始，依次存放该群组所有参数和

数据·．其后紧跟下一个群组的参数和数据，中间不应有任何间隔或其他特殊字符。如果最后一个FITS

块米填满．应把剩余的所有比特位用二进制。填充。

6规范扩展单元

6.1结构和分类

规范扩展单元是满足如下要求的扩展单元：

a)由单元头和数据序列组成；

b)在单元头中由关键字＂＇X1'ENS10N”声明扩展单元类型。规范扩展单元的类型名称参见附

录B;

巳）扩展单元的数据总长度应在对应的单元头中声明，见A.l。

满足6.2要求的规范扩展单元称为标准扩展单元．包括：图像扩展单元、ASCII表扩展单元和二进

制表扩展单元。

规范扩展单元应位于基本单元后。

6.2标准扩展单元

6.2.1图像扩展单元

6.2.1.1单元头

单元头r.t-1应把＂X'fENSTON”作为第一个关键字记录（值应是叮IvIAGE口口口”，其中IMAGE后有

3个空格以补满8个字节），并且按照表4的顺序给出所有的强制性关键字记录，其他关键字记录应插

在”GCOUNT”关键字记录之后。”END”关键字记录后未填满的I;ITS块区域应使用ASCII空格

填充。

注：本标准中为了方便阅读，在部分内容中用口表示空格符号，在使用者实际操作II才使用空格符号替代口。

关键字的详细用法见附录A。

表4图像扩展单元中的强制性关键字记录

#关键字名称值指示符关键字的值

XTENSION‘IMAGE,

2启ITPIX取值见表A.l

一

3NAXIS不大于999(:1甘非负整数

4NAXISn.n=1.···，以k是关键字NAXIS的值）=非负程数

5PCOUNT。

6GCOUNT

｛其他关键字）

最后一行ENDi亥关钮’字无值

4

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6.2.1.2数据序列

数据序列位于单元头之后．格式和用法见5.3。

6.2.2ASCII表扩展单元

6.2.2.1单元头

单元头中应把“XTENSION”作为第一个关键字记录（值应是＂TABLE口口口”，其中TABLE后有

3个空格以补满8个字节〉，并且按照表5的顺序给出所有的强制性关键字记录。关键字”BITPIX”的

值应是8，关键字”NAXIS”的值应是2.关键字＂PCOUNT”的值应是0，关键字“GC()UNT”的值应是1。

其他关键字记录应插在＂TFIELDS”关键字记录之后。“END”关键字记录后未填满的FITS块区域应

使用ASCII空格填充。

如果关键字“TFIELDS”的值不为零，还应包括关键字“TBCOLn”（n=l,2.…，k，其中k是关键字

TFIELDS的值）和关键字“TFORMn”（n=l,2，…，k，其中k是关键字TFIELDS的值），宜包括关键字

"TTYPEn”（n=l.2，…，k.其中k是关键字TFIELDS的值〉。

关键字的详细用法见附录A。

表5ASCII表扩展单元中的强制性关键字记录

拌

关键字名称伯指尔街关键字的值

1X1'ENSION‘'fABLE,

一

2BITPIX8

3NAXIS2

4NAX!Sl非负整数

5NAXIS2非负整数

6PC()UNT。

一

7GCOUNT1

8TFIELDS不大于999的非负整数

一

＜；目：他关t建字．如泉关键字＇＇TFIELDS

TBCOLn,n=l.2,-··,k’其中k是关键写j;:'rFIELDS的值整数

TFORMn,n=l,2，…志，其中k是关键字TFIELDS的简

一个字符串

宜包括：

TTYPEn,n=1,2，…，k.其中k是关键字TFIELDS的｛自）一个字符串

最后一行END该关键字无f血

6.2.2.2数据序列

ASCII表应由一个二维的ASCII字符数组组成，每行的字节和｜行数分别由单元头中的关键字

川’AXISl”和关键字＂NAXIS2”声明。数组里的每一行应有相同数目的字符，第一行的第一个字符应紧

跟在单元头的后面，下一行的第一个字符紧跟前面一行的结尾。如果最后一个FITS块未填满，应把剩

余的所有空位用ASCII空格来填充。

二维ASCII字符数组里的每一行由一系列的域组成，每一行域的个数、格式、开始的位置和名称分

别由单元头中的关键字＇＇TFIELDS”＂TFORMn”“TBCOLn”和”TTYPEn”声明。每一行中域的位置和

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格式应一致，不应重叠，可不连续。在第一个城之前、两个域之间或最后一个域之后可填充ASCII文

。在每一行的最后一个域后面可出现回车符或换行符。

本

域的格式定义见表A.2，包括：

a)字符国（A,v）。宽度为w的字符串；

b)整数域（lw）。宽度为w的带符号的十进制整数，由··十”〈可选）或··一吁ll其后的数字组成，空

格字符可填充在整数的前面和后面。全由空格组成的域其值为O;

巳）实数域（F\\•,d、E,v,d、D,v,d）。宽度为w的实数，由十进制数和指数部分（司选）组成，：右对齐，后

而不应有空格字符。十进制数部分应包含一个显式的小数点＂.”，从第一个非空格字符开始．

到出现小数点或数字“。”～“9”之外的任一个字符或到域的结尾处终止。指数部分可有两种

格式：

1)十进制数后面紧跟符号“＋”或“一”，其后是十进flii］整数表示的指数；

2)十进制数后面紧跟符号，，E”或＂D”，其后是十进制整数表示的指数（可带符号“＋”或

“一勺。指数部分如果存在，在靠右对齐的数字串的末尾终止。

6.2.3二进制表扩展单元

6.2.3.1单元头

单元头r.t-1应把＂X'fENSTON”作为第一个关键字记录（值应是“BINTABLE勺，并且按照、表6的顺序

给出所有的强制性关键字记录。关键字BITPIX的值应是8，关键字NAXIS的值应是z.关键字

GCC)UNT的值应是1。其他关键字记录应插在”TFIELDS”关键字记录之后。＇＇END”关键字记录后未

填满的FITS块区域应使用ASCII空格填充。

如果关键字..TFIELDS”的值不为零，还应包括关键字“TFORMn”（n=1,2，…点，其中k是关键字

TFIELDS的值），直包括关键字“TTYPEn”（n=l,2，…，k，其中k是关键字TFIELDS的值）。

关键字的详细用法见附录A。

表6标准二进制扩展中强制性关键字

｛直指lf'符关键字的值

#关键字名称

1XTENSION'BINTABLE'

一

2BITPIX=8

3NAXIS2

4N..l\XISl非负整数

5N..l\XIS2非负3妥数

6PCC)UNT2妥数

7GCOUNT1

8TFIELDS不大于999的非负整数

（其他关键字．如果关键字＇T"FIELDS不为零．还应包括：

TFORl\IJn,n=l,2γ..'k，其中k是关键字TFIELDS的值一个字柯：串

宜

包指：

TTYPEn,n=l,2，…志，其中k是关键字TFIELDS的值）一个字符串

最后一行END该关键宇先值

6

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6.2.3.2数据序列

6.2.3.2.1结构

二进制表的结构由主数据表和可选的堆区组成。

如果最后一个.Fl1'S块未填满．应把剩余的所有比特位用二进制。填充。

6.2.3.2.2主数据表

主数据表E~I一个二维字节数组组成．每一行有相同的字节数，每行的字节长度和行数分别由单元头

巾的关键字‘＇NAXISl”和关键字“NAXISZ”声明。数据区域紧跟单元头区域的最后一个FITS块．第一

行位于数据区域的开始位置，之后每行连续存储，不雯’FITS块结构的限制。在每一行中，所有的城按

列序号顺序存储。

二维字节数组里的每一行由一系列的域组成，每一行域的个数由单元头中关键字“TFIELDS”声

明。每一行的域的位置和格式应相同，每个域的数据个数和数据类型ff（单元头中关键字“TFORMn吁旨

明。如果关键字“TFORMn”给定的数值为0，则域是空的，见A.lo

域的格式定义见表A.3，包括：

a)逻辑型。为“T”（真）或？”（假）。如果峨的字节数为军，贝lj表示其值为“NULL”。

b)比特型。为一系列的比特数，从最高位开始，依次降低至最低位数截止。比特数组应存储整数

个字节，不足整字节时用叮”补足。比特数组没有定义＂NULL”。

c)字符型。为0个或多个ASCII文本组成的字符串，在到达重复数的长度之前可由f\SCII

''NULL”终止。第一个字稍为ASCIINULL的字利申定义为空字符串。第一个ASCII

“NULi，”之后的字符是不定义的。

d)无符8位整型。为无符8位整数，按正字节序排列。域的空值由关键字”TNULLn”给定。

e)16位整型。为二进制补码表示的有符16位整数，包含两个字节，按正字节序排列。空值由关

键字“TNULLn”给定。

f)32位整型。为二进制补间表示的有符32位整数，包含四个字节，按正字节序排列。空值由关

键字“TNULLn”给定。

g)64位整数。为二进制补码表示的有符64位整数，包含八个字节，按：E字节序排列。空值幽关

键字“TNULLn”给定。

h)单精度浮点数。为符合IEEE754”2008的32位浮点数，按正字节序排列。所有的IEEE特殊

值均可使用。空值由IEEENaN给定。

i)现精度浮点数。为符合IEEE754-2008的64位浮点数，按正字节序排列。所有的IEEE特殊

值均可使用，空值由IEEENaN给定。

j)单精度复数。为32位单精度浮点数对，每一对中第一个值是复数的实部，另一个值是复数的

虚部。复数的实部或虚部是IEEENaN'gm整个复数是空值。

k)双精度复数。为64位双精度浮点数对．每一对中第一个值是复数的实部，另一个值是复数的

虚部。复数的实部或虚部是IEEENaN，则整个复数是空值。

I)数组指示符。包括？”和“Q”型两种数组指示符，分别对应两个32位有符整数和两个64位有

符整数。第一个整数代表存储数组的长度，第二个整数代表数组在堆区开始的偏移量，负值无

定义。如果数组的存储长度是0，偏移量应置0。

6.2.3.2.3堆区

堆区位于主数据表后面．用以存储可变数组。堆区和主数据表之间可有间隔。

堆区对数据对齐不｛故要求，可变数组可在堆区以任意顺序存储。有两行或者多行的数组指示椅也

可指向相同的存储位置。

7

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6.2.3.3可变数组

可变数组如存在，应在单元头中用关键字“TFORMn”进行声明．其值应为“rPt(emax）”或＂rQt

(emax）”。其中？”和“Q”是数组指示符，气”只能取值“。”、＂l”或不出现。气”应选6.2.3.2.2中的数据

格式．但不应包括数组指示符。飞max”的值应大于或等于；l在区中每行存储…t”类型数据的最大数目。

可变数组的数组指示符在主数据表中存储，可变数组的数据在堆区存储。

7专用记录

专用记录应在文件中最后一个HDU后面，大小为整数个FITS块，其结构不雯’规范扩展单元要求

的限制。

专用记录的前8个字节不应包含字符串“XTENSIC)N”和字科串“Sll\tlPLE”。

注：专用记录目前不憔辛辛使用。

8关键字记录

8.1记录方式

关键字记录是由长度为80字节的ASCII字符组成的文本，用来说明关键字名称、值指示符、关键

字的值和注释，后三项为可选。

当关键字的值存在时，关键字名称和关键字的值之间应加入值指示符。

除非有特殊规定，关键字记录可以任何顺序出现，宜按重要性先后依次排列。

8.2关键字名称

关键字名称应位于关键字记录的第1～8字节，应左对齐，包含8个字符，不足时由ASCII空格补

齐。关键字名称应使用“0”～“9”之间的数字、大写英文文字符，，A”～”Z”、下划线（二勺和连字符

（“一勺。索引关键字的整数