Swarm卫星精密定轨与加速度法恢复地球重力场张兵兵【期刊名称】《测绘学报》【年(卷),期】2019(048)008【总页数】1页(P1068)【作者】张兵兵【作者单位】信阳师范学院地理科学学院,河南信阳 464000;武汉大学测绘学院,湖北武汉 430079【正文语种】中文【中图分类】P228CHAMP卫星和GOCE卫星分别于2010年和2013年坠落，GRACE卫星仍然超预期运行，随时会坠落，而后续重力卫星计划GRACE Follow-On预计2018年发射，在此期间，Swarm作为唯一的低轨重力观测卫星，将填补重力卫星观测的空白。
本文对Swarm卫星精密定轨与加速度法恢复地球重力场进行了研究，实现了Swarm卫星运动学厘米级精密定轨和简化动力学厘米级精密定轨，并基于加速度法恢复了Swarm地球重力场模型。
本文的主要内容如下：(1)深入研究了卫星精密定轨和重力场恢复过程中涉及的坐标系统与时间系统，在此基础上，通过编程实现了卫星精密定轨与重力场恢复过程中涉及的各种坐标系统转换和时间系统转换。
(2)深入研究了与低轨卫星精密定轨有关的理论与方法，详细阐述了星载双频GPS 观测模型、星载GPS非差数据的质量控制、动力学模型、最小二乘估计原理和低轨卫星轨道精度评定方法等主要内容，为下一步Swarm卫星精密定轨与精度评估打下理论基础。
(3)联合Swarm卫星星载GPS双频载波相位和伪距观测值进行Swarm卫星运动学精密定轨。
试验结果表明：电离层活动剧烈时，Swarm卫星星载GPS相位观测值残差RMS约为5 mm；与参考轨道进行比较，径向轨道差值RMS约为4～5 cm，切向轨道差值RMS约为3～4 cm，法向轨道差值RMS约为3～5 cm；Swarm卫星运动学轨道SLR残差RMS约为4～5 cm。
(4)从重力场模型的种类和阶次入手，深入研究了重力场模型对Swarm卫星简化动力学定轨的影响。
试验结果表明：精度较高的重力场模型能有效提高Swarm卫星简化动力学定轨精度；重力场模型阶次低于30时，Swarm卫星简化动力学定轨精度较低，为分米级；重力场模型阶次较高时，Swarm卫星简化动力学定轨精度较高且趋于稳定。
gracetwsa计算公式GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment)是一个卫星任务，用于测量地球重力场的变化以及通过水文循环和亚洲季风系统的影响了解全球水资源的分布情况。
通过对地球重力场的观测，可以探索地球内部结构、冰川变化、海洋循环、地壳变形等众多地球科学问题。
本文将介绍GRACE卫星的计算公式以及其应用。
GRACE卫星系统由两颗卫星组成，它们在近极轨道上运行并保持恒定的距离。
卫星之间通过微波测距仪通信，并通过测量彼此之间的距离变化来计算地球引力场的变化。
GRACE卫星测量的是地球重力场的异常，即相对于平均值的变化。
这些变化包括地球表面下的物质重量的分布变化以及地球表面上的水分纵横流动。
通过对重力场变化的监测，我们可以了解到水资源的存量和分布，以及全球变化对水资源的影响。
GRACE的计算公式主要分为两部分：重力场变化的观测和数据处理。
观测部分包括微波测距仪的测量和卫星距离的变化率计算。
数据处理部分包括对原始数据进行预处理，然后进行解算和分析。
在观测部分，微波测距仪通过发射和接收微波信号来测量两颗卫星之间的距离。
这些信号经过大气层的传播会存在时间延迟，还会受到大气电离层的影响。
为了消除这些误差，测距仪会发射两个频率的微波信号，分别对应X频和Ka频。
通过测量两颗卫星接收到的微波信号的相位差，可以计算出卫星之间的距离变化。
这个距离变化通常以nm/s的单位给出。
在数据处理部分，首先需要对原始数据进行预处理。
这包括对大气延迟进行校正，以及对噪声和系统误差进行滤除。
接着，需要对卫星的轨道进行动力学建模，以便计算出卫星之间的距离变化率。
由于卫星轨道受到地球引力和其他因素的影响，需要通过准确的轨道模型来对其进行校正。
最后，通过对距离变化率进行解算和分析，就可以得到地球重力场的变化情况。
GRACE的计算公式还涉及到地球的球谐函数展开和逆问题的求解。
球谐函数展开是将地球上的重力场变化表示为一系列球谐函数的和的过程。
用于低轨卫星精密轨道确定的简化动力学法
S.C.Wu;C.L.Thornton;柳仲贵;张纪生
【期刊名称】《飞行器测控学报》
【年(卷),期】1996(000)003
【摘要】全球定位系统(GPS)的测量量可促成一种简化动力学法，用于近地卫星的近厘末级定轨。
利用这种方法，不同观测时刻的卫星状态间的转移由正规的动力学模型和由连续GPS载波相位数据以运动学法导出的卫星位置变化来完成。
动力学信息和运动学信息间的相对权重可自由变化。
协方差分析表明：当观测几何差而动力学模型好时，模型支配着状态转移的计算；动力模型差而观测几何好时，载波相位统治着状态转移的计算；而当运动学和动力学信息间没有明显优劣时，简化动力学联合法可显著提高轨道精度。
本文给出简化动力学法中准最佳的择权准则，并研究了求解精度对权的敏感性。
【总页数】1页(P67)
【作者】S.C.Wu;C.L.Thornton;柳仲贵;张纪生
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】V412.41
【相关文献】
1.用单频GPS数据实现低轨卫星动力学法定轨研究 [J], 张德成;郑作亚;王霞迎;李伟
2.基于GPS数据的CHAMP卫星简化动力法轨道确定 [J], 盛传贞;李庆盛;魏忠勇;姬张建;肖长伟
3.风云四号卫星双程测距系统精密轨道确定 [J], 宋叶志; 黄勇; 杨建华; 胡小工; 杨旭海
4.BDS在低轨卫星编队高精度相对轨道确定上的应用分析 [J], 易彬;谷德峰;邵凯;易东云
5.分布式InSAR编队卫星精密绝对和相对轨道确定 [J], 邵凯;张厚喆;秦显平;黄志勇;易彬;谷德峰
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