基于能量守恒原理的卫星重力反演理论与方法PDF电子书下载

第1章 卫星重力测量研究背景 1

1.1 地球重力场测量研究综述 1

1.2 国内外地球重力场反演方法研究的进展与现状 4

1.3 卫星跟踪卫星和卫星重力梯度技术历史与现状 5

1.3.1 卫星跟踪卫星和卫星重力梯度技术发展史 6

1.3.2 CHAMP、GRACE、GOCE和GRACE Follow-On卫星概述 7

1.3.3 地球重力场反演精度的科学需求 12

1.4 主要内容 13

第2章 卫星重力反演基础理论 15

2.1 时间参考系统 15

2.1.1 恒星时 15

2.1.2 世界时 16

2.1.3 国际原子时 16

2.1.4 协调世界时 17

2.1.5 GPS时 17

2.1.6 动力学时 17

2.2 坐标参考系统 18

2.2.1 地心惯性坐标系 19

2.2.2 协议地固坐标系 21

2.2.3 卫星固联坐标系 22

2.2.4 加速度计坐标系 23

2.2.5 卫星局部轨道坐标系 24

2.3 卫星摄动模型 25

2.3.1 保守力摄动 26

2.3.2 非保守力摄动 34

2.4 本章小结 39

第3章 基于能量守恒法反演地球重力场 41

3.1 能量法重力反演的原理 41

3.1.1 卫星跟踪卫星高低模式 41

3.1.2 卫星跟踪卫星低低模式 45

3.1.3 预处理共轭梯度迭代法 49

3.2 CHAMP卫星重力反演 54

3.2.1 CHAMP地球重力场模型 54

3.2.2 CHAMP能量守恒观测方程的建立和求解 56

3.2.3 CHAMP地球重力场反演的模拟结果和误差分析 66

3.3 GRACE卫星重力反演 70

3.3.1 GRACE地球重力场模型 70

3.3.2 GRACE能量守恒观测方程的建立和模拟结果分析 73

3.3.3 GRACE卫星系统指标需求分析 78

3.3.4 GRACE星载加速度计实测数据的精确标校 108

3.3.5 GRACE地球重力场模型建立 114

3.4 本章小结 121

第4章 基于星间加速度法反演地球重力场 125

4.1 GRACE地球重力场反演 125

4.1.1 方法 125

4.1.2 结果 129

4.2 GRACE Follow-On星间加速度精度论证 131

4.2.1 插值公式的选取 131

4.2.2 相关系数的选择 133

4.2.3 采样间隔的设定 135

4.2.4 卫星观测值的色噪声模拟 136

4.2.5 地球重力场反演 138

4.3 本章小结 139

第5章 基于半解析法估计地球重力场精度 140

5.1 运动学原理的半解析法 140

5.1.1 GRACE地球重力场精度估计 140

5.1.2 GRACE Follow-On地球重力场精度估计 148

5.2 功率谱原理的半解析法 151

5.2.1 方法 151

5.2.2 结果 156

5.3 本章小结 158

第6章 基于解析法估计地球重力场精度 159

6.1 解析误差模型的建立和检验 159

6.1.1 解析误差模型的建立 159

6.1.2 解析误差模型的检验 164

6.2 GRACE Follow-On地球重力场精度估计 165

6.3 本章小结 168

第7章 基于星间距离和星间速度插值法反演地球重力场 169

7.1 星间距离插值卫星重力反演法 169

7.1.1 卫星观测方程建立 169

7.1.2 全球重力场模型建立和标校 171

7.2 星间速度插值卫星重力反演法 175

7.2.1 GRACE地球重力场反演 175

7.2.2 GRACE Follow-On地球重力场反演 180

7.3 本章小结 186

第8章 下一代地球卫星重力测量计划需求分析 188

8.1 现有国际卫星重力测量计划对比 188

8.1.1 三期重力卫星测量精度对比 188

8.1.2 GRACE卫星重力测量计划的局限性 190

8.2 下一代卫星重力计划的需求分析 191

8.2.1 卫星跟踪模式的优化选取 191

8.2.2 卫星关键载荷的优化组合 193

8.2.3 重力卫星关键载荷的误差分析 196

8.2.4 卫星轨道参数的优化设计 196

8.2.5 重力反演方法的优化改进 197

8.2.6 卫星精密定轨和重力反演软件平台的构建 198

8.2.7 仿真模拟研究的先期启动 199

8.2.8 卫星重力测量任务需求 199

8.3 本章小结 199

第9章 总结与展望 201

9.1 全文总结 201

9.1.1 能量守恒卫星重力反演法 201

9.1.2 星间加速度卫星重力反演法 204

9.1.3 半解析卫星重力反演法 205

9.1.4 解析卫星重力反演法 206

9.1.5 星间距离插值和星间速度插值卫星重力反演法 206

9.1.6 下一代地球卫星重力测量计划需求分析 207

9.2 未来展望 207

参考文献 210

索引 228