卫星重力梯度数据用于精化地球重力场的研究

确定厘米级大地水准面和发展超高阶地球重力场模型是现代物理大地测量的主要科学目标之一。卫星重力梯度测量的实现将为这一目标做出重大贡献。文章着重评述这一领域的研究进展，并讨论利用卫星重力梯度数据精化地球重力场的若干理论和方法问题。     

一种新的卫星钟差Kalman滤波噪声协方差估计方法

采用Kalman滤波方法进行钟差参数计算和预报时, 需确定Kalman滤波噪声协方差矩阵. 针对这一问题, 提出了一种新的卫星钟差Kalman滤波噪声协方差估计方法, 通过建立新息的相关函数序列与未知的噪声参数间的线性函数模型, 采用最小二乘法进行噪声参数估计. 采用精密钟差数据进行钟差参数估计和预报分析, 结果表明, 该方法具有较好的收敛性, 并与顾及随机噪声模型的开窗分类因子自适应抗差估计方法进行对比分析, 验证了新方法的正确性和有效性.     

GPS振动环境试验装置的研制

为了精确有效地使用GPS测量大型建筑、桥梁等结构的振动频率和位移,必须知道GPS的动态定位精度,因而需要有一个相对精度较高的校准装置,本文介绍一种自行研制的GPS振动环境试验装置,该装置能够在GPS天线提供大位移简谐振动环境,用于校准GPS动态定位性能,也可以对其它试件进行具有类似要求的振动环境试验,装置设计简单,造价低廉。     

基于天琴一号观测数据反演地球重力场模型

天琴一号卫星搭载了静电悬浮加速度计、GNSS接收机和星象仪,可实现地球重力场探测的高低卫星跟踪卫星技术．这里利用自主研制的动力法反演软件,采用天琴一号(TQ-1:Tianqin-1)30 h观测数据反演了截断至15阶次的静态地球重力场模型,计算结果表明:TQ-1卫星数据反演的地球重力场模型在15阶次内的信噪比均大于1,说明利用TQ-1数据具备实现15阶次地球重力场的反演能力;通过与包含8 a高低卫星跟踪卫星观测信息的AIUB-CHAMP03S模型对比可知,利用TQ-1卫星数据反演的地球重力场模型位系数误差整体优于10^-8量级;通过与包含13 a低低卫星跟踪卫星观测信息的HUST-Grace2016s模型对比可知,利用TQ-1卫星数据反演的地球重力场模型可获取全球格网重力异常和全球格网大地水准面信息,二者空间分布特征较为一致．计算结果为采用我国自主研发的高低卫星跟踪卫星技术获得的首个地球重力场模型,表明我国具备了采用该技术获取地球重力场模型的能力,可为发展我国自主研发的重力卫星提供重要技术参考．     

加速度计移植误差来源及对重力场建模影响分析

星载加速度计是低低卫星跟踪卫星技术探测地球重力场的核心载荷,由于加速度计载荷设计复杂且精细度要求高,GRACE和GRACE Follow-On等低低卫星跟踪卫星均存在仅有单加速度计工作的情况,为保障重力卫星任务顺利实施,须要在单加速度计观测条件下完成数据移植工作,现阶段尚无关于加速度计移植算法误差来源的研究.这里详细分析了移植算法的噪声来源,并评估了移植误差对重力场建模精度的影响.结果表明：移植误差主要来源于双星重复飞行的位置差异、姿态差异、时间延迟和卫星自身参数误差;当移植误差小于1×10^-9 m/s²时,地球重力场的反演精度与双加速度计同时工作时的反演精度差异较小,对应需求为双星重复飞行的位置差异小于1 000 m、姿态差异小于1°.     

格陵兰冰盖2002—2021年质量快速亏损及变化减缓分析

基于GRACE/GRACE-FO数据,分析了自2002年4月以来格陵兰冰盖的质量变化情况.结果表明：格陵兰冰盖质量经历了亏损较缓(2002-04—2009-12期间约-196±3 Gt/a)到快速亏损(2010-01—2012-12期间约-422±7 Gt/a)、亏损变缓(2013-01—2017-06期间约-170±15 Gt/a)以及再次快速亏损(2018-05—2021-09期间约-297±4 Gt/a)的变化过程.且相比时段2018-09—2020-08(质量亏损速率约-405±8 Gt/a),格陵兰冰盖在2019-09—2021-08的质量亏损速率明显减缓,约-139±7 Gt/a.格陵兰冰盖夏季质量亏损对其年总质量变化起着决定性作用,但2020年其在春、秋和冬季里质量累积量为近年来最大值,这减少了该年质量亏损总量.研究还表明：降水和融水径流是影响格陵兰冰盖质量变化的主导因素.