利用GOCE模拟观测反演重力场的Torus法

在介绍Torus方法反演地球重力场模型的基本原理和方法的基础上,基于圆环面上均匀分布的卫星引力梯度模拟观测值解算了200阶次的地球重力场模型,在无误差情况下,Torus方法解算模型的阶误差RMS小于10-16,验证了该方法的严密性。利用61dGOCE卫星轨道上无误差的模拟引力梯度观测值解算了200阶次的地球重力场模型,分析了格网化误差、极空白对解算精度的影响,迭代3次后,在不考虑低次系数情况下,模型的大地水准面阶误差和累积误差均较小,最大值仅为0.022mm和0.099mm。在沿轨卫星引力梯度模拟数据中加入5mE/Hz1/2的白噪声,基于Torus方法和空域最小二乘法解算了200阶次的地球重力场模型,Torus方法的精度略低于空域最小二乘法的精度,在不考虑低次项的情况下,两种方法解算模型的大地水准面阶误差最大值分别为1.58cm和1.45cm,累积误差最大值分别为6.37cm和5.55cm。但由于采用了二维快速傅里叶技术和块对角最小二乘法,极大地提高了计算效率。本文数值结果说明Torus方法是一种独立有效的方法,可用于GOCE任务海量卫星引力梯度观测值反演重力场的快速解算。     

利用谱分析法估计GRACE Follow-On地球重力场的空间分辨率

利用轨道扰动引力谱和大地水准面累计误差谱分析的方法估计未来GRACE(gravity recovery and climateexperiment)Follow-On卫星反演地球重力场的空间分辨率。基于GRACE Follow-On卫星的轨道特性,计算其在高空所受到的径向扰动引力,并根据谱特性及星载加速度计的测量噪声水平分析该卫星能反演重力场的阶数。利用EGM96重力场模型分别计算200 km和250 km轨道高度处的扰动引力谱。分析其特性表明:在两个轨道高度处分别能反演281阶和242阶的地球重力场模型。给出大地水准面累计误差谱模型,并计算200 km和250 km轨道高度处大地水准面累计误差谱。分析其谱特性表明:在两个轨道高度处分别能反演至286阶和228阶的地球重力场模型。     

关于重力大地水准面计算精度问题

在众多影响重力大地水准面计算精度的因素中,计算模型误差及地面观测数据误差是其中的两个主要误差源。本文从实用角度出发,详细探讨了重力大地水准面计算公式选择问题;并通过实际数值计算,研究确定了地面观测数据计算精度、密度及覆盖范围等参数指标;最后以180阶次位系数定义地球重力场,对重力大地水准面计算精度进行了实际检验。     

Estimation of the Resolution of Earth＇s Gravity Field for GRACE Follow-On Using the Spectrum Method

利用轨道扰动引力谱和大地水准面累计误差谱分析的方法估计未来GRACE（gravity recovery and climate experimenl）Follow—On卫星反演地球重力场的空间分辨率。基于GRACEFollow—On卫星的轨道特性,计算其在高空所受到的径向扰动引力,并根据谱特性及星载加速度计的测量噪声水平分析该卫星能反演重力场的阶数。利用EGM96重力场模型分别计算200km和250km轨道高度处的扰动引力谱。分析其特性表明：在两个轨道高度处分别能反演281阶和242阶的地球重力场模型。给出大地水准面累计误差谱模型,并计算200km和250km轨道高度处大地水准面累计误差谱。分析其谱特性表明：在两个轨道高度处分别能反演至286阶和228阶的地球重力场模型。     

似大地水准面的误差分析与抑制技术

大地水准面误差分析与精度评定是局部重力场逼近技术的重要组成部分,是大地水准面精化工程外业方案优化、算法设计和工程质量评价的基本依据。本文分别从地面重力数据误差和局部重力场算法两个方面,分析cm级大地水准面误差的影响特性,提出重力数据误差与大地水准面精度之间普遍适用的规律,推荐一种GPS水准和地面重力数据联合平差的精度评定方法,结合实例和模拟计算分析,介绍大地水准面误差分析与误差抑制方法。     

超高阶重力场模型的研究与实现

超高阶重力场模型的提出使大地水准面差距的计算结果越来越精确。本文主要介绍了采用重力场模型计算大地水准面差距的算法,采用标准向前列递推法求解缔合勒让德函数值,增大勒让德函数前三项,避免产生超高阶递推过程的不稳定现象。结果表明:增大勒让德函数前三项能稳定递推至2 700阶,验证了大地水准面差距验证算法、软件的正确性与可行性。     

EGM96,WDM94和GPM98CR高阶地球重力场模型表示深圳局部重力场的比较与评价

为计算深圳精密重力大地水准面，利用62个高精度GPS水准点和4871个实测重力点数据对EGM96，WDM94和GPM98CR全球重力场模型表示深圳局部重力场进行了比较与评价。结果表明，由上述3个重力场模型计算的大地水准面高和重力异常与实测值之间存在明显的系统偏差，当采用GPS水准数据尽可能消除系统偏差以后，大地水准面高的精度得到显著提高，若应用移去-恢复技术确定深圳高精度大地水准面，则WDM94应该是首选的参考重力场模型。     

重力归算及其对大地水准面及外部重力场的影响

本文论述并探讨了各种不同的重力归算方法对大地水准面以及地球外部重力场的影响,讨论了与确定cm级大地水准面相关的一些问题,特别阐述了高程误差对大地水准面的影响。     

全国及部分省市地区高精度、高分辨率大地水准面的研究及其实施

结合我国重力和地形资料及国内外较优的重力场模型，研制了适合我国重力场特征的360阶重力场模型WDM94，建立了中国新一代包括全部陆海国土的dm级（似）大地水准面CQG2000，建立了中国以GPS／水准为基础的高程异常控制网，利用海洋卫星测高数据进行我国海洋大地水准面的计算、我国陆地重力（似）大地水准面的研制厦我国陆海（似）大地水准面的拼接；研制了江苏省、海南省、深圳市、大连市、南京市及南水北调西线工程具有cm级精度的省市地区（似）大地水准面模型；结合GPS技术和高精度（似）大地水准面模型，研制了GPS测图软硬件一体化系统。     

利用GOCE卫星轨道反演地球重力场模型

根据积分方程法反演地球重力场的数学模型,利用GOCE卫星2009-11-02～2010-01-02共61d的精密轨道数据反演了几组地球重力场模型。结果表明,GOCE卫星轨道能有效提取地球重力场的长波信息,弥补了GOCE卫星重力梯度带宽的限制,在106阶次的大地水准面误差为±9.6cm,该阶次精度优于EIGEN-CHAMP03S及GRACE卫星两个月轨道反演地球重力场的精度,但由于两极空白,反演的带谐位系数精度偏低。联合GOCE及GRACE卫星轨道反演的模型在106阶次的大地水准面误差为±6.9cm,弥补了GOCE卫星轨道的缺陷。     

重力卫星主要有效载荷指标分析与确定

在介绍重力卫星发展计划的基础上 ,研究讨论了重力卫星上的主要有效载荷。从重力测量的基本原理出发 ,推导了卫星轨道高度、有效荷载的精度需求、所能恢复的重力场最大空间分辨率和相应重力场参数精度之间粗略的函数关系。最后利用推导的公式计算了CHAMP、GRACE、GOCE卫星上几种主要测量有效载荷的指标 ,并将推得的指标与CHAMP、GRACE、GOCE卫星设计的指标进行了比较 ,得出了两种指标在量级上一致的结论。     

Evaluation of CHAMP satellite orbit with SLR measurements

The technique of Evaluating CHAMP satellite orbit with SLR measurements iS presented. As an independent evaluation of the orbit solution, SLR data observed from January 1 to 16, 2002 are processed to compute the residuals after fixing the GFZ＇s post science orbits solutions. The SLR residuals are computed as the differences of the SLR measurements minus the corresponding distances between the SLR station and the GPS-derived orbit positions. On the basis of the SLR residuals analysis, it is found that the accuracy of GFZ＇ s post science orbits is better than 10 cm and that there is no systematic error in GFZ＇s post science orbits.     

外军遥感测绘卫星现状与趋势研究

进入21世纪以来,遥感测绘卫星技术的飞速发展,以及在测绘领域的广泛应用,极大地改变了传统军事测绘的面貌。本文主要研究各军事强国遥感测绘卫星发展的现状,分别从高分辨率测绘卫星、雷达测绘卫星、重力测量卫星、雷达测高卫星以及地磁测量卫星进行分析比较,并总结其发展的趋势。     

Evaluation of CHAMP satellite orbit with SLR measurements

The technique of Evaluating CHAMP satellite orbit with SLR measurements is presented. As an independent evaluation of the orbit solution, SLR data observed from January 1 to 16, 2002 are processed to compute the residuals after fixing the GFZ's post science orbits solutions. The SLR residuals are computed as the differences of the SLR measurements minus the corresponding distances between the SLR station and the GPS-derived orbit positions. On the basis of the SLR residuals analysis, it is found that the accuracy of GFZ' s spost science orbits is better than 10 cm and that there is no systematic error in GFZ's post science orbits.     

GNSS卫星地影的一体化建模方法和星蚀参数计算

基于日地关系建立地影模型,利用数值法可以高精度计算单个卫星的地影参数,但是难以快速而全面地分析某一类卫星的地影参数变化和分布规律。本文从日、地和卫星三者的几何关系出发,提出了一种基于空间视场的卫星地影直接建模方法。首先,分别利用轨道半长轴和太阳的周年视运动确定卫星地影的大小和位置变化;其次,基于球面几何分析法推导了卫星地影参数的计算公式以及扁率摄动等对长期预报的影响改正公式。对北斗混合星座中3类卫星的地影参数分析试验表明,卫星地影模型和地影参数解析法能够快速获得中高轨近圆轨道类型的星蚀规律信息。     

利用SLR检核CHAMP卫星轨道

初步研究了利用SLR检核CHAMP卫星轨道的方法。采用2002年1月1日到16日的SLR观测数据对GFZ提供的事后科学轨道进行了检核实验，实验结果表明，GFZ事后科学轨道没有明显的系统偏差，其精度优于10cm。     

SLR资料精密测定GLONASS卫星轨道

将SLR资料计算的轨道与CODE轨道进行了比较，并将比较结果转换到RTN坐标系中。通过比较分析发现，两种轨道差值在轨道径向、法向和沿轨方向的精度分别优于10cm、50cm和45cm；SLR和微波资料确定的GLONASS卫星轨道在径向存在系统误差，该系统误差随卫星轨道面的不同而不同。     

利用SLR与伪距资料综合定轨

以GPS伪距为观测量对GPS35卫星进行定轨 ,然后将SLR与GPS伪距资料综合起来进行定轨 ,并将计算的轨道与IGS精密轨道进行了比较     

利用GRACE轨道和加速度数据恢复地球重力场

本文基于高低卫卫跟踪的模式，用积分方法研究了不同重力场模型对于轨道的影响，并用3个月的GRACE轨道数据计算了新的60阶地球重力场模型，为了分析其精度，与EGM96和EIGENIS作了比较．结果表明新模型在40阶前更接近GGM02C模型。     

低阶地球引力场长期变化的确定

利用约11年的Lageos人卫激光测距（SLR）资料,反演了地球引力场系数J2和J3变化的时间序列,分析得到每年的2＝(-2.6±0.4)×10-11,3＝(-1.2±0.4)×10-11及18.6年固体潮Love数k2=0.3154±0.0070,相位滞后ε=3.1°±2.0°.由此可以对地幔滞弹和地球各圈层的动力学变化及相互作用提供高精度的天文观测约束。为了提供高精度的J2和J3变化的时间序列,可能的误差源必须考虑,如自转速率变化引起的极潮,引力场系数Jn的低阶和高阶项之间的弱的耦合等。