自主海洋测高卫星串飞模式的设计与重力场反演精度分析

根据自主海洋测高卫星发展需求,设计了双星串飞运行模式,该运行模式下2.3 a时间可满足全球海洋区域1'×1'分辨率的地面轨迹覆盖要求。首先,将测高卫星重力场反演分为不考虑轨道运行特点（思路1）和考虑串飞轨道运行特点（思路2）两种思路,利用逆Vening-Meinesz方法开展了正态分布下随机误差传播的仿真计算,获得了两种思路下对应的误差指标。以该误差指标为基础,分别计算了双星串飞模式下两种重力场反演思路对应的精度指标。其中,反演思路2充分利用了串飞模式双星东西方向地面观测值可以进行相对定轨的特点,并考虑到近距离条件下传播误差、地球物理改正误差的系统误差特性,因此反演思路2的垂线偏差精度较反演思路1有了一定的提高,其重力场反演也具有一定的优势。理论计算结果表明,利用思路1的反演方法,2.3 a时间可获得1'×1'重力异常精度为6~10 mGal,4.6 a时间可达到4.2~7.1 mGal;利用思路2的反演方法,2.3 a时间可获得1'×1'重力异常精度为3.9 mGal,4.6 a时间可达到2.8 mGal。     

LaCoste & Romberg航空重力仪的零点漂移

概述LaCoste&Romberg(L&R)航空重力仪零点漂移的计算方法。以连续48天的实验室观测数据分析SA-1航空重力仪零点漂移的特点,以野外实测数据计算SA-1和SA-2两套航空重力仪的零点漂移。最后,简要给出航空重力测量数据处理中零点漂移的顾及方法。     

GIG的重要组成部分——NSG

全球信息网格(GIG)是实现网络中心战的基石,也是美军获取信息优势和决策优势的关键, GIG将为联合作战部队提供一个全球互连的端到端的信息系统,使得用户在任何时间、任何地点都能获取合适的数据和信息。军事测绘在未来网络中心战中提供的基本内容就是地理空间情报-GEOINT,凭借GIG的强大功能, GEOINT将在战场态势感知、目标精确打击以及战场环境仿真等方面发挥重要的作用,国家地理     

空中重力测量数据代表地面数据的误差分析

利用严密的向上延拓公式将地面重力数据上延至空中不同高度,而后与相应的地面重力数据比较从而得到不同高度的代表误差。通过两个不同地形区域的实际算例表明,对于地形平坦区域,在1km高度以下,5＇空中重力数据直接代表地面重力数据的误差小于1mGal,在满足测量规范要求下,空中重力数据可以不用向下延拓而直接使用。对于地形复杂区域,当空中测量高度大于1km时,空中重力数据的代表误差大于3.3mGal,因此必须考虑向下延拓的问题。     

捷联式航空重力测量算法比较

捷联式航空重力测量系统与平台式系统相比具有体积小、重量轻、功耗低等许多优点,近些年来取得了显著的研究进展.本文给出了捷联式航空重力测量的两种算法模型:捷联式惯性标量重力测量(SISG)和旋转不变式标量重力测量(RISG)模型,并对其误差模型作了初步讨论.利用我国首套捷联式航空重力仪SGA-WZ01在某海域的部分试验数据,对两种算法模型进行了比较分析,表明其差值之标准差对于200s的滤波长度小于0.5mGal.同时,利用两组重复测线数据估算了不同滤波尺度下的两种算法的内符合精度,表明SISG算法略优于RISG算法.对于200s和300s的滤波长度,SISG的内符合精度分别为1.06mGal和0.80mGal.     

基于配置法的局部重力场延拓模型构建与应用分析

在大地坐标系下利用Forsberg局部扰动位协方差模型（即DPM模型）导出了实用的局部重力异常协方差模型（即GAC模型）和局部扰动重力协方差模型（即GDC模型）,两种模型形式完全一致.针对GAC模型,提出了两种模型参数的拟合方法,即按照泊松积分向上延拓获得的不同高度数据进行拟合以及按照测量区域的平面实测数据进行拟合,通过某地区的实测数据检验得出两种参数拟合方法得到的参数值相差不大,这种差别在向上和向下延拓过程中的影响可以忽略.依据本文的算例,GAC模型作为配置法的协方差模型用于延拓时,其向上延拓的精度在1.8×10^－5 m·s^-2左右,向下延拓的精度在5×10^－5 m·s^-2左右,完全满足局部重力场在中等山区的延拓要求.通过对不同高度下GAC模型用于延拓效果的对比,可以得出基于GAC模型的延拓精度随着高度的增加而衰减,在满足测量精度要求下其最大向下延拓高度约为7 km.总体而言,本文推导的GAC模型能够很好地利用地形数据,较好地满足了航空重力测量在局部重力场的延拓要求.     

双星串飞编队测高模式下高度计定标方案构想

针对新型双星串飞编队测高模式下高度计定标需求,提出了融合绝对定标与相对定标的综合定标方案构想。梳理了当前国际上主流的绝对定标方法,根据编队模式常规任务阶段的卫星轨道特点,提出了在常规长回归周期轨道之外增加天回归定标轨道的建议,在此前提下,给出了两种轨道阶段的定标方案建议,即:在定标任务阶段,绝对定标以验潮站法为主、GNSS浮标法和锚泊阵列法为辅;在常规任务轨道阶段,使用全球海域测量数据进行相对定标,绝对定标可选择适当海域结合GNSS浮标法和验潮站法实施。     

验潮站和深海压力仪用于卫星高度计性能评估的可行性分析

在传统卫星高度计定标途径之外,探索了远海孤岛验潮站和深海压力仪分别用于卫星高度计性能评估的可行性。采用Harvest石油平台验潮站、1890000号验潮站和21419号深海压力仪,计算了Jason-3测量海面高偏差以及Jason-2、Jason-3海面高之间的相对偏差。由3种设备得到的Jason-3海面高偏差序列的标准差分别为3.98、2.87、8.61 cm,Jason-2、Jason-3海面高之间的相对偏差(Jason-3—Jason-2)分别为-3.62±2.17、-2.58±1.97、-2.60±1.30 cm,与国外定标站计算结果相比较,结果表明:Jason-3海面高相比于Jason-2海面高低约3.0 cm;选用的深海压力仪适合用于Jason-2、Jason-3之间海面高相对偏差的计算,但不适用于单颗卫星的定标或性能评估;远海孤岛验潮站适用于两者。     

空中重力异常代表误差在空域和频域的比较分析

在空域,利用严密的向上延拓公式将地面重力数据上延至空中不同高度,而后与相应的地面重力数据比较从而得到不同高度的代表误差.在频域,构建了新的代表误差模型,计算了不同高度、不同分辨率下的代表误差.实际算例表明,在空域,对于地形平坦区域,在1 km高度以下,5'空中重力数据直接代表地面重力数据的误差小于1×10-5 m/s2...     

基于参考椭球面的全球地形格网数据构建

阐述了构建基于参考椭球面的全球地形数据的意义,介绍了构建全球地形数据的数据源及构建方法,生成了基于参考椭球面的格网大小为2.5′×2.5′全球地形高程数据和密度数据,为椭球面边值问题的深入研究提供了基础数据。