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联合GOCE卫星轨道和重力梯度数据严密求解重力场的模拟研究
  • ISSN号:1671-8860
  • 期刊名称:武汉大学学报(信息科学版)
  • 时间:2012.10.10
  • 页码:1215-1220
  • 分类:P223.0[天文地球—大地测量学与测量工程;天文地球—测绘科学与技术] P223.6[天文地球—大地测量学与测量工程;天文地球—测绘科学与技术]
  • 作者机构:[1]武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号430079, [2]地球空间环境与大地测量教育部重点实验室,武汉市珞喻路129号430079
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(41104014,41131067);中国博士后科学基金资助项目(20110491189);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(111110)
  • 相关项目:建立超高阶地球重力位模型的关键技术研究
中文摘要:

论述了联合卫星轨道和重力梯度数据严密求解重力场的方法及数据处理方案,研究了GOCE重力场反演中有色噪声的AR去相关滤波、病态法方程的Kaula正则化和观测值最优加权的方差分量估计等关键问题。模拟结果表明:①极空白问题会降低法方程求解的稳定性,导致低次位系数的求解精度较低,而Kaula正则化可有效用于GOCE病态法方程的求解,并得到合理稳定的解;②重力梯度有色噪声会降低GOCE重力场求解的整体精度,特别是对低阶位系数的影响最为明显,而AR去相关滤波法可有效处理有色噪声,但解算结果仍含有低频误差;③方差分量估计可有效确定SST和SGG两类观测值的最优权比,并且有色噪声造成的低频误差经过联合求解后得到了抑制;④利用30d、5s采样的GOCE模拟数据恢复200阶次的重力场模型,其大地水准面和重力异常精度在纬度±83°范围内分别为±3.81cm和±1.056mGal。

英文摘要:

The combined adjustment method and its data processing scheme for rigorous gravity field recovery by combining GOCE satellite orbit and gravity gradient data are discussed.The AR decorrelation filtering method for processing of colored noise,Kaula regularization method for solving the morbid normal equations,and variance component estimation(VCE) method for determining the optimal weight of SST and SGG data are studied.The results show that: Firstly,the polar gaps of SGG data will decrease the stability of the solution,and lead to a lower accuracy of low-order geopotential coefficients.Kaula regularization can be effectively used to solve the GOCE morbid equations and obtain a stable solution.Secondly,SGG colored noises degrade the total accuracy of GOCE gravity field model,especially for the low-degree of geopotential coefficients.The AR decorrelation filtering can handle the colored noise,but the solution still contains significant low-frequency errors.Thirdly,the VCE method can effectively determine the optimal weights of SST and SGG data,and it shows that the low-frequency errors caused by colored noise are effectively inhibited.Finally,the GOCE gravity field with degree of 200 is recovered from 30 days of simulated GOCE data with 5s sampling interval,and its accuracy of geoid heights and gravity anomalies between±83°latitude areas are ±3.81 cm and ±1.056 mGal,respectively.

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期刊信息
  • 《武汉大学学报:信息科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:武汉大学
  • 主编:刘经南
  • 地址:湖北武汉珞珈山
  • 邮编:430072
  • 邮箱:whuxxb@vip.163
  • 电话:027-68778045
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8860
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1676/TN
  • 邮发代号:38-317
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊,全国优秀高校自然科学学报一等奖,湖北省优秀期刊称号
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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