基于重力梯度误差模型原理的卫星重力反演方法技术

本发明专利技术涉及一种地球重力场精密测量的方法，特别是一种基于重力梯度误差模型原理的卫星重力反演方法；通过分析卫星重力梯度垂向张量误差、水平张量误差和相关张量误差对累计大地水准面精度的联合影响建立新型重力梯度误差模型，进而精确和快速反演地球重力场；该方法卫星重力梯度反演精度高，地球重力场解算速度快，易于重力梯度卫星系统误差分析，卫星观测方程物理含义明确，计算机性能要求低；重力梯度误差模型法是反演高精度和高空间分辨率地球重力场的有效方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星重力梯度学、大地測量学、地球物理学、航空航天等交叉
，特别是涉及ー种通过分析卫星重力梯度垂向张量误差、水平张量误差和相关张量误差对累计大地水准面精度的联合影响建立新型重力梯度误差模型，进而精确和快速反演地球重力场的方法。
技术介绍
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。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、地球动力学、海洋学、冰川学、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。不同于GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment)双星高精度感测地球中长波重力场，欧空局(ESA)提出了专用于地球中短波重力场精密探測的GOCE (GravityField and Steady-State Ocean Circulation Explorer)卫星重力梯度(SGG)计划。如图1所示，GOCE卫星已于2009年3月17日成功发射升空，采用近圆(轨道离心率0.001)、极地(轨道倾角96.5° )和太阳同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于重力梯度误差模型的卫星重力反演方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1，通过重力梯度卫星的星载重力梯度仪采集卫星重力梯度误差数据δTxyz；步骤2，建立重力梯度误差模型，具体包括：步骤2.1，在地固系中，将地球扰动位T(r,θ，λ)按球谐函数展开，分别对重力梯度卫星轨道位置矢量r的三个分量x,y,z进行二阶求导，其中θ和λ分别表示重力梯度卫星的地心余纬度和地心经度，将地球扰动位T(r,θ，λ)分别对r,θ，λ进行一阶求导和二阶求导；步骤2.2，通过地球扰动位T(r,θ，λ)分别对x,y,z的二阶导数和分别对r,θ，λ一阶导数、二阶导数以及Legendre函数及其一阶导数和二阶导数得到待求规...

【技术特征摘要】
1.一种基于重力梯度误差模型的卫星重力反演方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤I，通过重力梯度卫星的星载重力梯度仪采集卫星重力梯度误差数据8 Txyz ； 步骤2，建立重力梯度误差模型，具体包括: 步骤2.1，在地固系中，将地球扰动位T(r，0 ,A)按球谐函数展开，分别对重力梯度卫星轨道位置矢量r的三个分量x，y，z进行ニ阶求导，其中0和\分别表示重力梯度卫星的地心余纬度和地心经度，将地球扰动位T (r，0，入)分别对r，0，A进行ー阶求导和ニ阶求导； 步骤2.2,通过地球扰动位T(r, 0 , A )分别对X，y, z的ニ阶导数和分别对r, 0 , X —阶导数、ニ阶导数以及Legendre函数及其一阶导数和ニ阶导数得到待求規格化地球引力位系数ご/m和与一维垂向重力梯度Tzz的关系，将此关系表示为垂向重力梯度公式； 步骤2.3，利用所得到的垂向重力梯度公式以及地球引力位系数精度5ご与累计大地水准面精度的关系获得基于垂向重力梯度误差数据S Tzz反演累计大地水准面精度的误差模型； 步骤2.4，基于球谐函数的正交性，得到待求規格化地球引力位系数r,和5；与ー维水平重力梯度Txx和Tyy的关系，将此关系表示为水平重力梯度公式，利用所得到的水平重力梯度公式以及地球引力位系数精度5ご/w，ふ与累计大地水准面精度的关系分别获得基于水平重力梯度误差数据S Txx和S Tyy反演累计大地水准面精度的误差模型； 步骤2.5，根据垂向重力梯度Tzz与水平重力梯度Txx和Tyy三者之间的非相互独立性，联合垂向重力梯度误差数据8 Tzz反演累计大地水准面精度的误差模型与水平重力梯度误差数据S Txx和S Tyy反演累计大地水准面精度的误差模型，得到基于相关性重力梯度误差数据S Tz_x_y反演累计大地水准面精度的误差模型，忽略非对角张量对地球重力场精度的影响，得到基于卫星重力梯度全张量误差数据S Txyz反演累计大地水准面精度的误差模型，以此作为重...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：中国科学院测量与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：