基于逆問題的衛(wèi)星重力反演方法研究.pdf

1、衛(wèi)星重力是當今大地測量學的研究熱點,確定地球重力場的精細結(jié)構(gòu)及其隨時間的變化是物理大地測量的主要科學目標之一。隨著CHAMP、GRACE衛(wèi)星的成功發(fā)射,以及未來的GOCE計劃,地球重力場的研究獲得了前所未有的精度。本文主要研究了基于逆問題的衛(wèi)星重力反演模型和算法,進行了相關(guān)的模擬計算,主要工作和結(jié)果可歸納如下:
　　 1.論述了國內(nèi)外衛(wèi)星重力研究的現(xiàn)狀和研究成果,介紹了相關(guān)的基本知識,包括坐標與時間系統(tǒng)、引力位與引力向量在不同坐

2、標系中的在表達式、衛(wèi)星攝動力模型等。
　　 2.給出了CHAMP衛(wèi)星加速度數(shù)據(jù)的預處理方法,探討了利用二次插值方法處理姿態(tài)數(shù)據(jù)間斷的方法,并用實測數(shù)據(jù)對該方法進行了驗證。統(tǒng)計結(jié)果表明,在姿態(tài)數(shù)據(jù)連續(xù)間斷小于40個歷元的情況下,二次插值結(jié)果能滿足精度要求。
　　 3.討論了基于逆問題的一種加速度和重力常反演的新方法,將逆問題的求解建立在病態(tài)方程的算法上,給出了相關(guān)的模型和公式,以及對應(yīng)最小二乘解和正則化解的表達式。

3、　　 4.利用模擬的CHAMP衛(wèi)星軌道和加速度數(shù)據(jù)對該方法進行了驗證,恢復了直至36階重力場位系數(shù),分析了加速度和位系數(shù)反演的結(jié)果,比較了最小二乘解、單參數(shù)正則化解、截尾正則化解的精度。模擬結(jié)果表明,在不考慮軌道誤差的情況下,采用不同的積分弧長,恢復的位系數(shù)階方差最大值為4×10-12(24小時弧長);如果在每個軌道方向上加入2cm隨機誤差,采用最小二乘解,恢復的位系數(shù)階方差量級在10-8左右,若采用正則化解,對應(yīng)精度可以提高一個數(shù)量