利用GRACE衛(wèi)星確定地球重力場的理論和方法.pdf

1、繼美德合作的低低衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星模式的重力衛(wèi)星GRACE順利發(fā)射升空，衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用于地球重力場的研究真正地全面展開。鑒于有關(guān)方法和技術(shù)尚未成熟，且重力衛(wèi)星在地震監(jiān)測方面的應(yīng)用尚為空白，在此背景下，本論文主要探討了以下幾點內(nèi)容：
　　 ⑴論述了地震監(jiān)測與重力、衛(wèi)星重力的密切關(guān)系，回顧總結(jié)了衛(wèi)星重力技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)有研究成果，并著重介紹了已發(fā)射和即將發(fā)射的三顆重力衛(wèi)星CHAMP、GRACE及GOCE。
　　 ⑵研究衛(wèi)星重力

2、學所涉及的各種理論知識，包括重力場的基本概念、描述衛(wèi)星軌道運動所需的各種時空參考系統(tǒng)的精確定義、數(shù)學表達，以及衛(wèi)星軌道的一些基本理論。
　　 ⑶詳細探討了利用能量守恒法恢復地球重力場的理論方法，分別從經(jīng)典力學的角度給出了利用單星和雙星能量守恒法恢復地球重力場的詳細推導過程。
　　 ⑷較詳細的介紹了GRACE衛(wèi)星測量系統(tǒng)，并對本論文所要用到的四類衛(wèi)星數(shù)據(jù)—恒星敏感器數(shù)據(jù)、加速度計數(shù)據(jù)、K波段測距數(shù)據(jù)以及GPS精密定軌數(shù)據(jù)的

3、預處理進行了詳細的說明。
　　 ⑸從解算重力場位系數(shù)的實際出發(fā)，結(jié)合地震監(jiān)測的目的和需求并考慮各種算法的利與弊，確定了以最小二乘算法進行求解。討論了位系數(shù)排列方式與法方程結(jié)構(gòu)特征之間的關(guān)系，針對實際需要選擇了相應(yīng)的處理辦法，給出了利用最小二乘解算模型的詳細步驟，并由此得到60階的重力場模型CEA GM01。
　　 ⑹通過GFZ數(shù)據(jù)中心公布的利用GRACE衛(wèi)星數(shù)據(jù)恢復的重力場位系數(shù)，從全球重力異常圖和重力異常累計誤差兩方面