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不同插值法对下一代卫星重力反演精度的影响

ISSN号：1000-1328
期刊名称：宇航学报
时间：2014.3.3
页码：1-6
分类：V474.2[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
作者机构：[1]中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室,武汉430077
相关基金：中国科学院知识创新工程重要方向青年人才项目（KZCX2-EW-QN114）;国家自然科学基金（41004006,41131067,11173049）;武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室测绘基础研究基金（11-01-02）;中国测绘科学研究院地理空间信息工程国家测绘地理信息局重点实验室开放基金（201322）;西安测绘研究所地理信息工程国家重点实验室开放基金（SKLGIE2013-M-1-5）;国家留学人员科技活动项目择优资助基金（2011）;中国科学院测量与地球物理研究所重要方向项目（Y309451045）;大地测量与地球动力学国家重点实验室自主项目（Y309491050）;中国科学院卢嘉锡青年人才和青年创新促进会基金（2013）
相关项目：基于激光测距原理的下一代GRACE-II重力卫星系统的理论研究与优化设计

关键词： GRACE, Follow-On卫星, Lagrange和Taylor星间速度插值法, 卫星重力反演, 地球重力场, GRACE Follow-On satellites, Lagrange and Taylor intersatellite range-rate interpolation methods, Satellite gravity recovery, Earth gravitational field

中文摘要：

开展了下一代GRACE Follow-On卫星重力反演的研究论证.第一,基于6点Lagrange和Taylor星间速度插值法,利用轨道参数（轨道高度250 km、星间距离50 km、轨道倾角89°、轨道离心率0.001）和关键载荷匹配精度（激光干涉测距系统的星间速度10^-7m/s、GPS接收机的卫星位置10^-3 m和速度10^-6m/s、加速度计的非保守力10^-11m/s2）,精确和快速反演了下一代GRACE Follow-On地球重力场;在120阶处,累计大地水准面精度分别为1.53×10^-3 m和2.51×10^-3m.第二,基于6点Lagrange星间速度插值法反演下一代GRACE Follow-On地球重力场精度较基于6点Taylor星间速度插值法的反演精度平均提高2倍,因此Lagrange星间速度插值法对地球重力场反演精度的敏感性优于Taylor星间速度插值法.

英文摘要：

The demonstration researches on the next-generation Earth＇s gravitational field recovery from GRACE Follow-On are carried out in this paper.Firstlly,based on the six-point Lagrange and Taylor intersatellite range-rate interpolation methods,using orbital parameters （orbital altitude of 250 km,intersatellite range of 50 km,orbital inclination of 89° and orbital eccentricity of 0.001） and the matching accuracies of key payloads （10^-7 m/s in intersatellite range-rate of the interferometric laser ranging system,10^-3 m in orbital position and 10^-6 m/s in orbital velocity of the GPS receiver,and 10^-11 m/s2 in non-conservative force of the accelerometer）,the next-generation Earth＇ s gravitational field from GRACE Follow-On is precisely and rapidly recovered; At degree 120,cumulative geoid height errors are 1.53 × 10^-3 m and 2.51 × 10^-3 m,respectively.Secondly,since the accuracy of the Earth＇ s gravitational field by the six-point Lagrange intersatellite range-rate interpolation method is about 2 times higher than that by the six-point Taylor intersatellite range-rate interpolation method,the sensitivity of the Lagrange intersatellite range-rate interpolation method to the accuracy of the Earth＇ s gravitational feild recovery surpasses that of the Taylor intersatellite range-rate interpolation method.

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