ARMA滤波在加速度法反演地球重力场中的应用

钟波; 汪海洪; 罗志才; 宁津生

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ARMA滤波在加速度法反演地球重力场中的应用

钟波, 汪海洪, 罗志才, 宁津生

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钟波, 汪海洪, 罗志才, 宁津生. ARMA滤波在加速度法反演地球重力场中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(12): 1495-1499.

引用本文:

钟波, 汪海洪, 罗志才, 宁津生. ARMA滤波在加速度法反演地球重力场中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(12): 1495-1499.

ZHONG Bo, WANG Haihong, LUO Zhicai, NING Jinsheng. Application of ARMA Filtering to Earth's Gravity Field Recovery Based on Acceleration Approach[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2011, 36(12): 1495-1499.

Citation:

ZHONG Bo, WANG Haihong, LUO Zhicai, NING Jinsheng. Application of ARMA Filtering to Earth's Gravity Field Recovery Based on Acceleration Approach[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2011, 36(12): 1495-1499.

ARMA滤波在加速度法反演地球重力场中的应用

钟波^1,2,
汪海洪^1,2,
罗志才^1,2,
宁津生^1,2

¹武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号430079;²武汉大学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

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(40874002,40874004,41104014);国家科技支撑计划资助项目(2008BAC35B);国家教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-07-0635);测绘遥感信息工程国家重点实验室专项科研经费资助项目

详细信息

作者简介:
钟波，讲师，博士后，主要从事物理大地测量和卫星重力学研究。

中图分类号: P223.0

Application of ARMA Filtering to Earth's Gravity Field Recovery Based on Acceleration Approach

¹ School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;² Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy,Ministry of Education,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China

Funds: 国家自然科学基金资助项目(40874002,40874004,41104014);国家科技支撑计划资助项目(2008BAC35B);国家教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-07-0635);测绘遥感信息工程国家重点实验室专项科研经费资助项目

摘要: 探讨了根据ARMA模型构造白化滤波器对卫星加速度进行去相关滤波的方法。给出了加速度法和去相关最小二乘解算的基本原理,推导了基于加速度法整体求解加速度计尺度因子、偏差参数和重力场位系数的计算公式。在此基础上,讨论了利用ARMA去相关滤波法抑制卫星加速度有色噪声的具体处理方案。实验结果验证了所提方法的有效性。
- 加速度法 /
- ARMA滤波 /
- 有色噪声 /
- 地球重力场 /
- CHAMP
Abstract: As the noise in orbit-derived accelerations is colored,the decorrelation filter based on ARMA(auto regressive moving average) model is proposed to suppress the noise.The principle of the acceleration approach and the least-squares solution using decorrelation algorithm are introduced.And the mathematic model to simultaneously estimate the accelerometer scale factors,bias parameters and geopotential coefficients are also derived.Furthermore,the specific scheme for processing the colored noise of satellite accelerations based on ARMA filter is discussed.The Earth's gravity field model WHUCHAMP-ACC60KP up to degree 60 is recovered from 46-day CHAMP kinematic orbits and accelerometer data.Compared with the models of EGM96,EIGEN-1S,EIGEN-2 and EIGEN-CHAMP03S,the results show that WHUCHAMP-ACC60KP is more accurate than EIGEN-1S,and its total accuracy is near to the model of EIGEN-2,which validates the effectiveness of the proposed method.
- acceleration approach /
- ARMA filtering /
- colored noise /
- Earth's gravity field /
- CHAMP

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[2]	明锋, 杨元喜, 曾安敏, 景一帆. 顾及有色噪声的GPS位置时间序列中断探测法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(6): 745-751. doi: 10.13203/j.whugis20140603
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[10]	赵长胜, 陶本藻. 有色噪声作用下的抗差卡尔曼滤波 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(10): 880-882.
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[14]	周旭华, 吴斌, 彭碧波, 许厚泽. 利用CHAMP科学轨道数据和星载加速度计数据反演地球重力场 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(2): 172-175.
[15]	罗佳, 施闯, 邹贤才, 汪海洪. 现有SST重力场模型的比较研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(7): 594-598.
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[18]	徐晓华, 李征航, 罗佳. 利用GPS/MET与CHAMP掩星资料反演地球中性大气参数的比较 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2004, 29(3): 214-217.
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ARMA滤波在加速度法反演地球重力场中的应用

¹武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号430079;²武汉大学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

作者简介:
钟波，讲师，博士后，主要从事物理大地测量和卫星重力学研究。

收稿日期: 2011-10-11
刊出日期: 2011-12-05

中图分类号: P223.0

关键词:

ARMA滤波 /

摘要: 探讨了根据ARMA模型构造白化滤波器对卫星加速度进行去相关滤波的方法。给出了加速度法和去相关最小二乘解算的基本原理,推导了基于加速度法整体求解加速度计尺度因子、偏差参数和重力场位系数的计算公式。在此基础上,讨论了利用ARMA去相关滤波法抑制卫星加速度有色噪声的具体处理方案。实验结果验证了所提方法的有效性。

English Abstract

Application of ARMA Filtering to Earth's Gravity Field Recovery Based on Acceleration Approach

¹ School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;² Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy,Ministry of Education,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China

Received Date: 2011-10-11
Publish Date: 2011-12-05

Keywords:

Abstract: As the noise in orbit-derived accelerations is colored,the decorrelation filter based on ARMA(auto regressive moving average) model is proposed to suppress the noise.The principle of the acceleration approach and the least-squares solution using decorrelation algorithm are introduced.And the mathematic model to simultaneously estimate the accelerometer scale factors,bias parameters and geopotential coefficients are also derived.Furthermore,the specific scheme for processing the colored noise of satellite accelerations based on ARMA filter is discussed.The Earth's gravity field model WHUCHAMP-ACC60KP up to degree 60 is recovered from 46-day CHAMP kinematic orbits and accelerometer data.Compared with the models of EGM96,EIGEN-1S,EIGEN-2 and EIGEN-CHAMP03S,the results show that WHUCHAMP-ACC60KP is more accurate than EIGEN-1S,and its total accuracy is near to the model of EIGEN-2,which validates the effectiveness of the proposed method.

钟波, 汪海洪, 罗志才, 宁津生. ARMA滤波在加速度法反演地球重力场中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(12): 1495-1499.

引用本文:

钟波, 汪海洪, 罗志才, 宁津生. ARMA滤波在加速度法反演地球重力场中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(12): 1495-1499.

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作者简介: 钟波，讲师，博士后，主要从事物理大地测量和卫星重力学研究。

Application of ARMA Filtering to Earth's Gravity Field Recovery Based on Acceleration Approach

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出版历程

ARMA滤波在加速度法反演地球重力场中的应用

1武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号430079;2武汉大学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

作者简介: 钟波，讲师，博士后，主要从事物理大地测量和卫星重力学研究。

English Abstract

Application of ARMA Filtering to Earth's Gravity Field Recovery Based on Acceleration Approach

1 School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;2 Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy,Ministry of Education,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China

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作者简介:
钟波，讲师，博士后，主要从事物理大地测量和卫星重力学研究。

¹武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号430079;²武汉大学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

作者简介:
钟波，讲师，博士后，主要从事物理大地测量和卫星重力学研究。

¹ School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;² Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy,Ministry of Education,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China