留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

由GOCE引力梯度张量不变量确定卫星重力模型的半解析法

李建成 徐新禹 赵永奇 万晓云

李建成, 徐新禹, 赵永奇, 万晓云. 由GOCE引力梯度张量不变量确定卫星重力模型的半解析法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(1): 21-26. doi: 10.13203/j.whugis20150554
引用本文: 李建成, 徐新禹, 赵永奇, 万晓云. 由GOCE引力梯度张量不变量确定卫星重力模型的半解析法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(1): 21-26. doi: 10.13203/j.whugis20150554
LI Jiancheng, XU Xinyu, ZHAO Yongqi, WAN Xiaoyun. Approach for Determining Satellite Gravity Model from GOCE Gravitational Gradient Tensor Invariant Observations[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2016, 41(1): 21-26. doi: 10.13203/j.whugis20150554
Citation: LI Jiancheng, XU Xinyu, ZHAO Yongqi, WAN Xiaoyun. Approach for Determining Satellite Gravity Model from GOCE Gravitational Gradient Tensor Invariant Observations[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2016, 41(1): 21-26. doi: 10.13203/j.whugis20150554

由GOCE引力梯度张量不变量确定卫星重力模型的半解析法

doi: 10.13203/j.whugis20150554
基金项目: 国家973计划(2013CB733301);国家863计划(2013AA122502);国家自然科学基金(41210006,41574019,41374022)。
详细信息
    作者简介:

    李建成,博士,教授,中国工程院院士,主要从事卫星大地测量学和物理大地测量学研究。jcli@whu.edu.cn

    通讯作者: 徐新禹,博士,副教授。xyxu@sgg.whu.edu.cn
  • 中图分类号: P223.0

Approach for Determining Satellite Gravity Model from GOCE Gravitational Gradient Tensor Invariant Observations

Funds: The National 973 Program of China, No. 2013CB733301; the National 863 Program of China, No. 2013AA122502; the National Natural Science Foundation of China, Nos. 41210006, 41574019 and 41374022.
  • 摘要: 提出了利用半解析方法解算重力场与稳态海洋环流探测器(gravity field and steady-state ocean circulation explorer,GOCE)引力梯度张量不变量观测值来恢复全球卫星重力模型的方法,该方法比最小二乘方法效率高,同样可给出模型的验后方差。推导了半解析法快速解算引力梯度张量不变量的理论公式,给出了该方法利用卫星重力梯度观测数据快速求解重力场模型的基本步骤。利用89.5°倾角圆形严格重复轨道上的模拟梯度观测值验证了半解析方法用于张量不变量解算的理论严密性,并利用GOCE任务61 d 梯度仪坐标系(gradiometer reference frame,GRF)下无噪声和有噪声的I2Vzz模拟观测值进行了模型反演和结果分析。结果表明,利用I2观测值求解模型的精度略优于仅用Vzz分量解算模型的精度。
  • [1] ESA. Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Mission[R]. Report for Mission Selection of the Four Candidate Earth Explorer Missions, ESA Publications Division, ESA, Paris, 1999
    [2] Pail R, Bruinsma S, Migliaccio F, et al. First GOCE Gravity Field Models Derived by Three Different Approaches[J]. Journal of Geodesy, 2011, 85(11):819-843
    [3] Mayrhofer R, Pail R, Fecher T. Quicklook Gravity Field Solutions as Part of the GOCE Quality Assessment[C]. The ESA Living Planet Symposium, Bergen, Norway, 2010
    [4] Yu J H, Wan X Y. Recovery of the Gravity Field from GOCE Data by Using the Invariants of Gradient Tensor[J]. Sci China Earth Sci, 2013, 56(7):1 193-1 199
    [5] Cai J, Sneeuw N, Baur O. GOCE Gravity Field Model Derived from the Rotational Invariants of the Gravitational Tensor (Poster)[C]. BMBF Geotechnologien Statusseminar "Erfassung des Systems Erde aus dem Weltraum IV", Stuttgart, Germany, 2011
    [6] Schall J, Eicker A, Kusche J. The ITG-GOCE02 Gravity Field Model from GOCE Orbit and Gradiometer Data Based on the Short Arc Approach[J]. Journal of Geodesy, 2014, 88(4):403-409
    [7] Baur O, Sneeuw N, Grafarend E W. Methodology and Use of Tensor Invariants for Satellite Gravity Gradiometry[J]. Journal of Geodesy, 2008, 82(4/5):279-293
    [8] Yu J H, Zhao D M. The Gravitational Gradient Tensor's Invariants and the Related Boundary Conditions[J]. Sci China Earth Sci, 2010, 53(5):781-790
    [9] Sneeuw N. A Semi-Analytical Approach to Gravity Field Analysis from Satellite Observations[D]. Munich, Germany:Technical University Munich, 2000
    [10] Schrama E J O. The Role of Orbit Errors in Processing of Satellite Altimeter Data[D]. Delft, Netherlands:Delft University of Technology, 1989
    [11] Xu Xinyu, Li Jiancheng, Jiang Weiping, et al. The Fast Analysis of GOCE Gravity Field[C]. International Association of Geodesy Symposia:Observing Our Changing Earth, Perugia, Italy, 2007
    [12] Colombo O L. Numerical Methods for Harmonic Analysis on the Sphere[R]. Dept. of Geodetic Science, The Ohio State University, Columbus, Ohio,1981
    [13] Pavlis N K, Holmes S A, Kenyon S C, et al. The Development and Evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008)[J]. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 2012, 117(4):1 978-2 012
    [14] Xu Xinyu, Li Jiancheng, Zou Xiancai, et al. Simulation Study for Recovering GOCE Satellite Gravity Model Based on Space-Wise LS Method, Acta Geodaetica et Cartographica Sinica, 2011, 40(6):697-702(徐新禹, 李建成, 邹贤才, 等. 基于空域最小二乘法求解GOCE卫星重力场的模拟研究, 测绘学报, 2011, 40(6):697-702)
    [15] Sneeuw N, van Gelderen M. The Polar Gap[M]//Sansò F, Rummel R. Geodetic Boundary Value Problems in View of the One Centimeter Geoid. New York:Springer, 1997
    [16] EGG-C. GOCE Level 2 Product Data Handbook[EB/OL].https://earth.esa.int/documents/10174/1650485/GOCE_Product_Data_Handbook_Level-2, 2010
    [17] Rummel R, Yi W, Stummer C. GOCE Gravitational Gradiometry[J]. Journal of Geodesy, 2011, 85(11):777-790
  • [1] 郭茜, 鄢建国, 杨轩, BarriotJean-Pierre.  利用形状模型进行火卫一高阶重力场建模 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(4): 604-611. doi: 10.13203/j.whugis20190104
    [2] 苏勇, 范东明, 蒲星钢, 游为, 肖东升, 于冰.  联合GOCE卫星数据和GRACE法方程确定SWJTU-GOGR01S全球重力场模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(3): 457-463. doi: 10.13203/j.whugis20150100
    [3] 邓文彬, 许闯, 阿力甫·, 努尔买买提.  卫星重力梯度观测数据的时变信号影响分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(1): 72-78. doi: 10.13203/j.whugis20140861
    [4] 黄强, 范东明, 游为.  联合GOCE轨道和梯度数据反演地球重力场模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(12): 1482-1486.
    [5] 钟波, 罗志才, 周浩.  SST-HL模式下利用卫星均值加速度反演地球重力场 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(8): 902-906.
    [6] 黄强, 范东明, 游为.  利用GOCE卫星轨道数据反演地球重力场模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(8): 907-910.
    [7] 钟波, 宁津生, 罗志才, 周浩.  联合GOCE卫星轨道和重力梯度数据严密求解重力场的模拟研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(10): 1215-1220.
    [8] 罗志才, 钟波, 宁津生, 杨光.  GOCE卫星轨道摄动的数值模拟与分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(7): 757-760.
    [9] 徐新禹, 李建成, 姜卫平, 邹贤才.  由重力场模型快速计算沿轨重力梯度观测值 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(2): 226-230.
    [10] 罗志才, 吴云龙, 钟波, 杨光.  GOCE卫星重力梯度测量数据的预处理 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(10): 1163-1167.
    [11] 徐新禹, 李建成, 王正涛, 邹贤才.  利用参考重力场模型基于能量法确定GRACE加速度计校准参数 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(1): 72-75.
    [12] 祝意青, 梁伟锋, 李辉, 孙和平.  中国大陆重力场变化及其引起的地球动力学特征 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(3): 246-250.
    [13] 郭金来, 赵齐乐, 郭道玉.  低轨卫星精密定轨中重力场模型误差的补偿 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(4): 293-296.
    [14] 罗佳, 姜卫平, 汪海洪, 邹贤才.  中国区域SST卫星重力场模型精度分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(3): 199-202.
    [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.
    [16] 李斐, 束蝉方, 陈武.  高精度惯性导航系统对重力场模型的要求 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(6): 508-511.
    [17] 邓波, 朱灼文, 陆中.  重力场Dirichlet问题解的随机Poisson积分表示 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2004, 29(7): 635-637,657.
    [18] 朱耀仲, 闫昊明, 钟敏.  海洋非潮汐变化对时变重力场的影响 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2003, 28(6): 663-667.
    [19] 朱耀仲.  重力场长周期变化的观测与理论结果比较 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2001, 26(6): 539-543.
    [20] 王东明, 朱灼文.  重力场中的大地奇异性问题 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1999, 24(2): 99-102,111.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  1289
  • HTML全文浏览量:  54
  • PDF下载量:  1130
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-12
  • 刊出日期:  2016-01-05

由GOCE引力梯度张量不变量确定卫星重力模型的半解析法

doi: 10.13203/j.whugis20150554
    基金项目:  国家973计划(2013CB733301);国家863计划(2013AA122502);国家自然科学基金(41210006,41574019,41374022)。
    作者简介:

    李建成,博士,教授,中国工程院院士,主要从事卫星大地测量学和物理大地测量学研究。jcli@whu.edu.cn

    通讯作者: 徐新禹,博士,副教授。xyxu@sgg.whu.edu.cn
  • 中图分类号: P223.0

摘要: 提出了利用半解析方法解算重力场与稳态海洋环流探测器(gravity field and steady-state ocean circulation explorer,GOCE)引力梯度张量不变量观测值来恢复全球卫星重力模型的方法,该方法比最小二乘方法效率高,同样可给出模型的验后方差。推导了半解析法快速解算引力梯度张量不变量的理论公式,给出了该方法利用卫星重力梯度观测数据快速求解重力场模型的基本步骤。利用89.5°倾角圆形严格重复轨道上的模拟梯度观测值验证了半解析方法用于张量不变量解算的理论严密性,并利用GOCE任务61 d 梯度仪坐标系(gradiometer reference frame,GRF)下无噪声和有噪声的I2Vzz模拟观测值进行了模型反演和结果分析。结果表明,利用I2观测值求解模型的精度略优于仅用Vzz分量解算模型的精度。

English Abstract

李建成, 徐新禹, 赵永奇, 万晓云. 由GOCE引力梯度张量不变量确定卫星重力模型的半解析法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(1): 21-26. doi: 10.13203/j.whugis20150554
引用本文: 李建成, 徐新禹, 赵永奇, 万晓云. 由GOCE引力梯度张量不变量确定卫星重力模型的半解析法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(1): 21-26. doi: 10.13203/j.whugis20150554
LI Jiancheng, XU Xinyu, ZHAO Yongqi, WAN Xiaoyun. Approach for Determining Satellite Gravity Model from GOCE Gravitational Gradient Tensor Invariant Observations[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2016, 41(1): 21-26. doi: 10.13203/j.whugis20150554
Citation: LI Jiancheng, XU Xinyu, ZHAO Yongqi, WAN Xiaoyun. Approach for Determining Satellite Gravity Model from GOCE Gravitational Gradient Tensor Invariant Observations[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2016, 41(1): 21-26. doi: 10.13203/j.whugis20150554
参考文献 (17)

目录

    /

    返回文章
    返回