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卫星重力测量

1重力卫星发展现状利用卫星测定地球重力场,主要有卫星地面跟踪技术、卫星对地观测技术、卫星跟踪卫星技术和卫星重力梯度技术。当前,静态地球重力场的确定主要依靠地面重力观测,卫星测高和低轨卫星跟踪三种资料的综合模式,其中长波长重力场的信息主要由地面对空间多颗不同倾角人造卫星的跟踪资料恢复提取,中短波长的重力场信息则来自地面重力观测和卫星测高资料,如人们广泛使用的EGM96模型即由此构建。动态地球重力场的研究一直是技术上十分困难的难题,自80年代中期才开始利用人造激光测距技术测定6阶以下的地球重力场带谐系数的时变量,包括地心的变化、地球扁率项的变化等。近十年来,有关地球重力场的研究表明,继续沿用经典的地球重力场恢复模式,对于静态部分,无论是在空间分辨率还是精度上都难以有明显改善,尤其是中长波长的信息部分。而时变部分由于利用力学模型来顾及大气对低轨卫星影响以提高定轨精度也达到了极限,必须寻找更有效的途径。早在70年代初,利用卫星技术及星载...  (本文共3页) 阅读全文>>

《国防科技大学学报》2014年04期
国防科技大学学报

我国将来更高精度CSGM卫星重力测量计划研究

才和青年创新促进会基金项目(2013).地球重力场及其时变反映地球表层及内部物质的空间分布、运动和变化,同时决定着大地水准面的起伏和变化。重力卫星在重力场作用下绕地球作近圆极轨运动,若精密定轨,必须知道精确的地球重力场参数;反之,精确测定卫星轨道摄动,利用摄动跟踪观测数据又可以提高地球重力场参数的精度,两者相辅相成。因此,确定地球重力场的精细结构及其时变不仅是大地测量学、固体地球物理学、海洋学、冰川学、水文学、空间科学、国防建设等的需求,同时也将为寻求资源、保护环境和预测灾害提供重要的信息资源。图1国际三期卫星重力测量计划Fig.1 International three-stage satellite gravity missions自伽利略于16世纪末第一次进行重力测量以来,国内外众多科研机构在全球范围内的陆地、海洋和空间采用多种技术和方法进行了大量的地球重力场测量。1966年,Kaula首次利用卫星轨道摄动分析理论和地面重...  (本文共10页) 阅读全文>>

《大地测量与地球动力学》2012年03期
大地测量与地球动力学

国际下一代卫星重力测量计划研究进展

1引言地球重力测量卫星CHAMP、GRACE和GOCE的成功发射昭示着人类将迎来一个前所未有的卫星重力探测时代。CHAMP、GRACE和GOCE卫星各有所长,它们的相继发射不是相互竞争而是互补的。CHAMP是卫星重力测量计划成功实施的先行者,GRACE的优越性体现于可高精度探测地球重力场的中长波信号及时变,而GOCE擅长于感测中短波静态地球重力场。联合上述三期卫星重力测量计划虽然可以精确测量重力场的静态及其时变,从而获得地球总体形状随时间变化、地球各圈层物质的迁移、全球海洋质量的分布和变化、极地冰川的增大和缩小以及地下蓄水总量信息的特性,但仍无法满足本世纪相关学科对全频段静态和时变地球重力场精度进一步提高的迫切需求。因此,寻求新型、高效、高精度、高空间分辨率和全频段的下一代卫星重力测量计划不仅是当前国际众多科研机构竞相制定的远景规划和首要执行的研究任务,而且是本世纪国际大地测量学、地球物理学、空间科学、天文学、国防建设等交叉领域...  (本文共8页) 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

卫星重力测量中的星间精密测距关键技术研究

通过测量同轨道面上两颗近距离低轨卫星之间的微小距离变化,可以精确反演出地球重力场。为实现地球重力场的高精度测量,星间测距的精度需求为微米量级。星间精密测距的基本测量方法是双向单程测距(Dual One-Way Ranging,DOWR)方法,它的一个制约性基础条件是要求双星对测量信号的采样时刻之间保持同步。由于双星的时钟不同源,星间时标不能完全同步,会导致测距误差。由此产生了本文研究的基本问题——如何降低星间精密测距中与时标有关的测距误差,为此,论文重点研究了以下四个关键技术问题:1.测距误差模型问题。星间精密测距中涉及的误差源非常复杂,部分误差源之间还存在相互耦合的关系。要有效降低星间测距误差,必须给出一个定量描述误差与其影响要素之间的函数关系——测距误差模型。因此,如何确定测距误差模型成为星间精密测距的关键问题。2.双星时标统一问题。全球重力场测量需要高度的时空统一,星间精密测距需要两星时标精确同步,重力测量结果的地球坐标赋...  (本文共163页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南交通大学
西南交通大学

利用GOCE和GRACE卫星数据确定全球重力场模型

航天时代的到来,极大地促进了地球重力场模型理论和实践的发展,随着CHAMP (CHAllenging Minisatellite Payload)、GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment)和GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer)三代专用重力卫星任务的成功实施,基于重力卫星观测数据确定全球重力场模型的理论及其应用方兴未艾。本文主要针对GOCE和GRACE卫星数据恢复地球重力场模型的理论和方法进行研究,通过联合两代重力卫星的多类观测数据恢复全球重力场模型,同时提出了一种基于重力卫星观测数据探测全球质量变化的新方法。论文主要工作及创新如下:1.详细叙述了卫星重力测量中涉及的时间和坐标系统,分析并实现了基于IERS2010规范的地固系和惯性系坐标转换算法,分析了GOCE和GRACE卫星受到的各种...  (本文共184页) 本文目录 | 阅读全文>>

长安大学
长安大学

空间测量数据区域性地壳形变的研究

地壳运动和变形过程与人类生存环境、气候变化、地震、火山活动等有直接或间接的关系。研究中国西部地壳运动对我国现今和未来的气候变化的认识、自然灾害的预测具有重大的科学意义。空间大地测量是监测地壳运动和变形的主要方法之一。卫星重力测量具有全球覆盖率高、观测点选择不受自然条件限制、观测结果不受地面位置变化的影响等优点,是研究地壳形变的一种新的手段。本文利用卫星重力、GPS数据对中国西部地壳形变、断层活动进行了计算研究,取得的主要成果有:1.利用地球密度分层模型计算了中国大陆的地壳厚度,采用GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)数据进行了验证,其结果与文献[66]结果一致。2.采用GRACE卫星数据计算了我国汶川Ms8.0级强震产生的同震重力变化,其变化值约为-3×10-8ms-2,并利用地壳膨胀模型和位错理论进行了解释。3.对标准PSO算法(Particle Swarm Optimi...  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>