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GOCE采用的高低卫-卫跟踪和卫星重力梯度测量技术在恢复重力场方面各有所长并互为补充,如何有效利用这两类观测数据最优确定地球重力场是GOCE重力场反演的关键问题。本文研究了联合高低卫-卫跟踪和卫星重力梯度数据恢复地球重力场的最小二乘谱组合法,基于球谐分析方法推导并建立了卫星轨道面扰动位T和径向重力梯度Tzz、以及扰动位T和重力梯度分量组合{Tzz-Txx-Tyy}的谱组合计算模型与误差估计公式。数值模拟结果表明,谱组合计算模型可以有效顾及各类数据的精度和频谱特性进行最优联合求解。采用61天GOCE实测数据反演的两个180阶次地球重力场模型WHU_GOCE_SC01S（扰动位和径向重力梯度数据求解）和WHU_GOCE_SC02S（扰动位和重力梯度分量组合数据求解）,结果显示后者精度优于前者,并且它们的整体精度优于GOCE时域解,而与GOCE空域解的精度接近,验证了谱组合法的可行性与有效性。 相似文献
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重力测量卫星性能不仅与轨道参数、载荷误差、数据分辨率等因素密切相关，也与反演算法有关。传统的分析方法如动力学法、短弧法等用于误差分析，不可避免将算法误差引入分析结果，使得分析结论确定性不足。为解决这一问题，提出了空域最小二乘分析法，用空域格网重力扰动数据替代重力卫星载荷数据反演地球重力场，有效避免了算法误差对于分析结果的影响。分析结果表明，重力卫星在500 km轨道高度、一次数据覆盖条件下，测量重力场最高阶数约为240阶，载荷误差为1×10-10 m·s-2·Hz-1/2水平时，测量重力场最高阶数为136阶，其累积重力异常误差为2.7 mGal，累积大地水准面误差为14 cm。要达到最优测量能力，轨道倾角通常不小于89°。为减小地球引力高频信号对于地球重力场低阶位系数估计值的影响，估计位系数最高阶数需大于240阶。 相似文献
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本文基于高低卫卫跟踪的模式，用积分方法研究了不同重力场模型对于轨道的影响，并用3个月的GRACE轨道数据计算了新的60阶地球重力场模型，为了分析其精度，与EGM96和EIGENIS作了比较．结果表明新模型在40阶前更接近GGM02C模型。 相似文献
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动力法校准GRACE星载加速度计 总被引：2，自引：0，他引：2
研究了GRACE星载加速度计的动力法校准。联合精密轨道、星间距离变率同时估计重力场模型参数和加速度计校准参数,获得了SRF(satellite reference frame)下的比例系数和偏差参数时间序列,100阶重力场模型的大地水准面累积误差为4cm,在相应波段上优于CSR(center for space research)同时段的月重力场模型精度。以上述整体解算的结果为参照,对固定重力场模型参数的校准方案进行了检验,发现SRF框架下的非保守力差值最高可达10-8 m·s-2量级,认为固定重力场模型的方法难以充分发挥GRACE加速度计的测量能力。本文研究结果可为后续的大规模卫星重力测量数据处理提供科学的依据,也能为开展相关科学应用提供可靠的非保守力数据。 相似文献
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低低卫-卫跟踪模式中星载KBR系统和GPS接收机指标设计论证 总被引：1，自引：0，他引：1
推导了星载KBR系统的星间距离、星间距离变化率以及星载GPS接收机的卫星轨道位置误差分别影响累计大地水准面精度的误差模型,确定了星载KBR系统和星载GPS接收机的精度指标,建立了星间测速和轨道位置误差联合影响累计大地水准面的误差模型。结果表明,星载KBR系统的星间距离精度指标约为0.64×10-6m,星间距离变化率的精度指标约为0.8×10-6m/s,星载GPS接收机的卫星轨道位置精度指标约为2.1cm。在上述精度指标下,联合误差模型恢复120阶地球重力场对应的累计大地水准面精度约为26cm。 相似文献
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星载加速度计的动力法校准 总被引：1，自引：0，他引：1
通过模拟轨道，利用动力法对星载加速度计校准进行了研究。用不同参考重力场模型获得的校准参数分别重新积分卫星轨道，与模拟轨道的差异最大可达m级。结果表明，参考重力场模型误差对加速度计校准的影响不可忽略，在校准加速度计的同时应解算重力场模型，以削弱模型误差的影响。 相似文献
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基于卫星动力学理论,采用德国地球科学中心GFZ提供的CHAMP精密轨道数据和星载加速度计数据,反演了36阶地球重力场模型CDS01S。用不同模型之间的位系数差比较模型CDS01S、EIGEN3P、EIGEN1S及EGM96,表明CDS01S模型的位系数最接近于EIGEN3P;比较上述几种模型的位系数精度,表明CDS01S模型的位系数精度高于EGM96;用CDS01S和GGM01C的前30阶位系数分别计算全球2°×2°网格的大地水准面起伏,两者之间的标准偏差为4.7 cm。 相似文献
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本文针对国产卫片多时相、长时序、全天候、多源海量等特点,提出了一种高效、准确的卫片图斑提取方法。该方法在深度学习理论基础上构建了地物目标语义分割模型和图斑提取智能算法群,实现了国产卫片图斑的特征、规律及属性的自动识别,完成了卫片图斑提取的智能化和自动化。试验结果表明,该方法在国产卫片图斑提取中具有较高的准确率,为后续图像处理、分析和应用提供了重要支持。 相似文献
11.
Within the scope of the Global Geodetic Observing System, Doppler Orbit Determination and Radiopositioning Integrated by Satellite – as a geodetic technique – can provide precise and continuous monitoring of the geocenter motion related to mass redistribution in the Earth, ocean and atmosphere system. We have reanalyzed 1998 DORIS/SPOT-4 (Satellite pour l’ Observation de la Terre) data that were previously generating inconsistent geocenter positions (?65 cm offset). We show here that this error is due to an incorrect phase center correction provided with the DORIS preprocessed data resulting from a +12 cm offset in the cross-track direction that has been confirmed since. We also conclude that a 1 mm error in the cross-track offset of non-yawing sun-synchronous SPOT satellites will generate a ?6.5 mm error in the derived Z-geocenter. Other non-yawing satellites would also be affected by a similar effect whose amplitude could be easily estimated from the orbit inclination 相似文献
12.
The impact of accelerometry on CHAMP orbit determination 总被引：6，自引：0，他引：6
The contribution of the STAR accelerometer to the CHAMP orbit precision is evaluated and quantified by means of the following
results: orbital fit to the satellite laser ranging (SLR) observations, GPS reduced-dynamic vs SLR dynamic orbit comparisons,
and comparison of the measured to the modeled non-gravitational accelerations (atmospheric drag in particular). In each of
the four test periods in 2001, five CHAMP arcs of 2 days' length were analyzed. The mean RMS-of-fit of the SLR observations
of the orbits computed with STAR data or the non-gravitational force model were 11 and 24 cm, respectively. If the accelerometer
calibration parameters are not known at least at the few percent level, the SLR orbit fit deteriorates. This was tested by
applying a 10% error to the along-track scale factor of the accelerometer, which increased the SLR RMS-of-fit on average to
17 cm. Reference orbits were computed employing the reduced-dynamic technique with GPS tracking data. This technique yields
the most accurate orbit positions thanks to the estimation of a large number of empirical accelerations, which compensate
for dynamic modeling errors. Comparison of the SLR orbits, computed with STAR data or the non-gravitational force model, to
the GPS-based orbits showed that the SLR orbits employing accelerometer observations are twice as accurate. Finally, comparison
of measured to modeled accelerations showed that the level of geomagnetic activity is highly correlated with the atmospheric
drag model error, and that the largest errors occur around the geomagnetic poles.
Received: 7 May 2002 / Accepted: 18 November 2002
Correspondence to: S. Bruinsma
Acknowledgments. The TIGCM results were obtained from the CEDAR database. This study was supported by the Centre National d'Etudes Spatiales
(CNES). The referees are thanked for their helpful remarks and suggestions. 相似文献
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GOCE卫星是首颗搭载高精度梯度仪,通过加速度计差分测量确定地球重力场的现代重力卫星。该卫星设计为无阻尼飞行状态（沿轨方向）,加速度计并未安置在卫星质心,这些特点使得GOCE与标准的卫星跟踪卫星重力测量模式有着显著的区别。本文首先指出GOCE任务中普通模式加速度校准存在不严密性问题,并提出了分别校准6个加速度计,分离偏差参数的方案。利用GOCE任务期内的几何法精密轨道,采用动力法完成校准,并分析了无阻尼控制的效果,发现：①虽然GOCE所在轨道高度的中性大气密度较GRACE高两到三个量级,但GOCE卫星在沿轨方向的残余非保守力比GRACE卫星的对应分量小一个量级,充分显示了无阻尼控制系统的补偿效果;②通过精密轨道内插的轨道速度与动力法轨道速度的比较可以得出,卫星无阻尼控制系统对GOCE卫星速度的显著影响;③计算了GOCE卫星所受的非保守力。获得了GOCE任务期间的加速度计校准参数,并讨论了利用其辅助重力梯度仪数据预处理的可能方法。 相似文献
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首先，用贝叶斯（Bayes）统计理论的观点，把未知参数看作随机变量，引入未知参数的无信息先验分布函数，从数学上推导了均方误差最小意义下的正则化矩阵；然后，结合最优正则化矩阵和快速截断奇异值算法，提出了一种新的正则化方法；最后，探讨了新方法在全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）模糊度解算中的应用。通过一组GNSS模糊度解算实验，比较了最小二乘（least squares，LS）方法、L曲线岭估计和新方法的性能。结果表明，新方法解算成功率略高于L曲线岭估计，远高于LS方法；计算耗时略大于LS方法，远小于L曲线岭估计。 相似文献
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利用GOCE卫星轨道反演地球重力场模型 总被引：1，自引：1，他引：0
根据积分方程法反演地球重力场的数学模型,利用GOCE卫星2009-11-02～2010-01-02共61d的精密轨道数据反演了几组地球重力场模型。结果表明,GOCE卫星轨道能有效提取地球重力场的长波信息,弥补了GOCE卫星重力梯度带宽的限制,在106阶次的大地水准面误差为±9.6cm,该阶次精度优于EIGEN-CHAMP03S及GRACE卫星两个月轨道反演地球重力场的精度,但由于两极空白,反演的带谐位系数精度偏低。联合GOCE及GRACE卫星轨道反演的模型在106阶次的大地水准面误差为±6.9cm,弥补了GOCE卫星轨道的缺陷。 相似文献
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钟差参数估计与预报是卫星导航系统应用中的一项关键技术。本文研究了基于哈达玛总方差的钟差参数预报方法。随机部分采用幂律谱模型,利用哈达玛总方差计算Kalman噪声参数,进而得到状态噪声和测量噪声协方差阵。最后利用IGS数据,验证了基于哈达玛总方差进行钟差参数估计与预报的适用性。结果表明,短期预报精度可达到亚纳秒级。 相似文献
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针对GNSS卫星轨道数据受到摄动力的影响产生偏差的现象,研究轨道扰动对卫星可见性的影响．借助STK(Satellite Toolkit)仿真软件,结合TowBoday、J2、J4和HPOP四种轨道预报模型对卫星轨道进行仿真研究;选取TowBoday、J2和HPOP三种模型对星座系统仿真,生成地面测控站对星座卫星的可见性分析报告．仿真结果表明:摄动力会对卫星轨道产生扰动;引入摄动力的轨道方程能解算出更为准确的轨道根数;HPOP模型能更为精确地进行卫星轨道的预报,在该模型下,纬度和经度方向上的最大误差分别为0.076°和0.115°,径向方向上高度最大误差为3.226 km;卫星轨道的扰动对卫星可见性产生一定的影响,最大误差为9.913 s. 相似文献
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A preliminary commission error analysis whereby orbit perturbation theory and other techniques are used to assess and predict the recovery of the Earths gravity field from the challenging microsatellite payload (CHAMP) mission is developed and implemented. With CHAMP launched in July 2000, accumulated evidence is now available to quantify the errors in the recovery procedure including the orbital precision from GPS, attitude errors, accelerometer noise and thruster mismatch/misalignment. For the latter, numerical integrations using a variable length single-step Runge–Kutta integrator and a fixed length multi-step method are compared to assess the error associated with assuming that the thruster misalignment can be spread uniformly across a step interval. Error degree variances from simulated studies are compared to results from a recently released CHAMP-based gravity field, EIGEN-1S. It is seen that the orbital positioning, as derived from the onboard GPS receiver, is critical, with accelerometer noise contributing at a lower level. Attitude error, at currently quoted accuracy, is not significant as an error source.
AcknowledgementsThe authors would like to thank the UK Natural Environment Research Council (Grant No. NER/A/0000/00612) for financing this study and GFZ for supplying the data and technical support. 相似文献