【摘 要】
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利用重力卫星技术反演地球重力场被认为是最有应用前景的重力探测技术,基于此技术得到的静态和时变重力场可以丰富我们对地球表面和内部物质迁移的理解。GRACE/GRACE-FO重力卫星上搭载了高精度的SuperSTAR加速度计用于非保守力测量。由于加速度计本身的物理特性和测量环境的变化,在利用重力卫星数据反演地球重力场之前,需要对加速度计数据进行校正。加速度计校正参数通常在时变重力场解算时与球谐系数一起
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院)
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利用重力卫星技术反演地球重力场被认为是最有应用前景的重力探测技术,基于此技术得到的静态和时变重力场可以丰富我们对地球表面和内部物质迁移的理解。GRACE/GRACE-FO重力卫星上搭载了高精度的SuperSTAR加速度计用于非保守力测量。由于加速度计本身的物理特性和测量环境的变化,在利用重力卫星数据反演地球重力场之前,需要对加速度计数据进行校正。加速度计校正参数通常在时变重力场解算时与球谐系数一起进行求解,其参数的选取对时变重力场解算结果会产生影响。本文在分析非保守力测量原理与加速度计原始数据的基础上,基于动力学的方法,以2019年01月的GRACE-FO实测数据为例,采用24 h弧长,通过设置不同的加速度计偏差参数校正策略,分析了其对轨道拟合以及时变重力场反演结果的影响。论文的主要研究内容如下:1、研究了卫星在运行时受到的轨道摄动,包括保守力摄动和非保守力摄动,重点研究了大气阻力、太阳光压、地球辐照压力等非保守力,并通过对其进行建模,详细了解其特性和影响。2、分析了 GRACE-FO不同加速度计校正策略对轨道拟合以及反演的时变重力场影响。轨道拟合结果表明:所计算的轨道残差随参数个数的减少而逐渐增大;但反演的时变重力场精度与轨道拟合结果没有直接关系,时变重力场解算结果的优劣与本文中设置的加速度校正策略有关。3、综合分析不同的加速度计校正策略,对于加速度计三轴分别采用不同的校正策略会得到不同的结果,其差异主要体现在大于40阶部分,其中当Y方向估计参数较多时所计算的结果较优。4、对推进器信号分析可知,推进器的影响主要体现在Y、Z方向,影响测量频段的高频区域,表现为白噪声,并且对加速度计数据中推进器信号的处理直接影响时变重力场的解算精度。
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