中文摘要：

卫星重力反演的经典动力学法以卫星初始状态及先验重力场等力模型求得的轨道为初值对观测方程线性化求解，所忽略的高阶误差必定随积分弧段的增长而增大；而采用以GPS确定的精密轨道为初值线性化的卫星轨道扰动理论能避免线性化误差的积累，适合于长弧段、高精度的重力场反演。本项目拟将卫星轨道扰动理论应用到GRACE时变重力场反演。主要研究内容（1）构建GRACE卫星的位置、速度及星间距离变率扰动量与待求位系数间的简明积分关系式，寻求一种高效率、高精度的数值解法；（2）联合GRACE卫星轨道数据及星间距离变率数据反演重力场，研究求解卫星初始状态参数和加速度计标定参数的有效方法，基于方差分量估计的各类观测值的最优匹配方法；（3）研究顾及海潮、大气潮等非潮汐影响的长弧段重力场反演的力模型改正方法；（4）基于OpenMP的并行计算技术，开发时变地球重力场反演软件，实现本课题新方法的时变重力场时间序列计算与分析。

结论摘要：

项目围绕利用GRACE卫星观测数据反演地球重力场的理论、方法及应用展开研究，课题组发表论文15篇，其中SCI/EI检索7篇，获国家测绘科技进步奖一等奖1项，申请发明专利1项，主要研究成果有:(1)基于IERS2010标准，详细研究了GRACE卫星所有摄动力的建模理论与方法，并编写了有关计算程序；（2）提出了一种适用GRACE卫星重力反演的大规模方程组参数估计与精度评定方法，基于OpenMP和MKL并行计算技术，课题组开发了一套卫星跟踪卫星重力反演软件SSTGRAV；（3）研究了联合GRACE卫星轨道数据及星间距离变率数据反演重力场的经典动力学法，并同时求解卫星初始状态参数和加速度计标定参数，获得的120阶月重力场模型的整体精度不及ITG月模型；（4）课题组对短弧积分法进行改进，利用2003年1月到2011年8月期间GRACE精密轨道及星间距离变率数据反演了60阶的GRACE月时变重力场模型，检核结果显示模型精度与CSR及GFZ等国际知名机构反演的模型精度相当；利用2003年到2007年49个月的GRACE精密轨道及星间距离变率数据反演了一组160阶次的静态重力场模型，检核结果显示，模型精度与同期模型精度相当，目前时变和静态重力场模型均已在ICGEM网站发布；（5）基于轨道扰动理论，利用2003年1月至2010年12月共8年的GRACE数据反演了两组180阶次的重力场模型，模型精度与同期模型精度相当；（6）课题组对地球重力场模型应用展开研究，提出采用SRTM/DTM2006.0剩余地形模型对EGM2008模型的截断误差进行补偿，建议采用简单谱组合和加权谱组合以更充分地利用高精度、低分辨率的纯卫星重力场模型信息，若结合GNSS技术可实现地面点坐标和高程的快速测量。