能量守恒法應用于GOCE衛(wèi)星數據解算.pdf

1、CHAMP、GRACE、GOCE等低軌衛(wèi)星的相繼升空,衛(wèi)星重力探測已成為大地測量學中又一重要的研究領域,同時多種學科對地球重力場的要求也越來越高,應用也越來越廣泛,幾乎覆蓋到地球物理的所有學科,而地球重力場模型是所有研究的基礎,比如大地水準面差距、重力異常等?；诖吮疚木椭攸c研究了重力場模型的位系數解算,以及在大地水準面差距、重力異常方面進行了對比。本文主要的研究內容概述如下:
　　 1.重點分析了地球重力場模型和衛(wèi)星重力探測所

2、具有的重大意義,總結了目前國際上對地球重力場的研究現(xiàn)狀及已公布的重力場模型情況,分析了我國目前地球重力研究的現(xiàn)狀及問題:重力測量覆蓋范圍不足,衛(wèi)星數據匱乏,理論研究缺乏創(chuàng)新性等。
　　 2.從地球重力場的基礎理論開始研究,嚴格推導了重力場模型的計算公式,列舉了反演重力場模型的幾種方法:直接法、空域法和時域法；結合衛(wèi)星重力探測技術,推導了運用能量守恒法反演地球重力場模型的計算公式,聯(lián)立這兩類公式列立誤差方程,解算重力場模型位系數；

3、同時也分析了在解算誤差方程時的幾種方法,并選取最小二乘法為本文的解算方法。
　　 3.從ESA獲得GOCE衛(wèi)星數據,重點研究分析了數據組織結構,并對軌道數據進行了簡單的預處理,以供后續(xù)的解算使用,重點分析了所涉及到幾種坐標系,編寫程序進行了坐標轉換(四元素法)；推導了采用重力梯度數據反演重力場模型的計算方法；計算了1天的幾何學軌道數據,對其進行了粗差探測,在XY方向精度(軌道均方根差)可達到20mm,Z方向精度相對低點,有個別超

4、過35mm。
　　 4.計算了GOCE衛(wèi)星軌道受到的各種攝動力影響(主要六個),在解算時進行軌道改正；編寫程序反演了一組重力場模型SWJTG11,并與參考模型進行了比對,各階方差誤差主要集中在10-10。左右,各階大地水準面差距與參考模型之差最大達到10.4mm。
　　 5.利用GMT繪圖軟件,繪出了全球大地水準面差距分布圖和全球重力異常分布圖,以及它們之間差值的分布圖,重點從色彩和精細程度比對與參考模型的差異,從地理上