| 不同指向模式下星载冷原子梯度仪对重力场解算精度的影响 |
| |
| 引用本文： | 穆庆禄, 王长青, 闫易浩, 钟敏, 冯伟, 梁磊, 朱紫彤. 2024. 不同指向模式下星载冷原子梯度仪对重力场解算精度的影响. 地球物理学报, 67(7): 2528-2545, doi: 10.6038/cjg2023R0045 |
| |
| 作者姓名： | 穆庆禄 王长青 闫易浩 钟敏 冯伟 梁磊 朱紫彤 |
| |
| 作者单位： | 1. 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院, 大地测量与地球动力学国家重点实验室, 武汉 430077;; 2. 中国科学院大学地球与行星科学学院, 北京 100049;; 3. 马克斯-普朗克引力物理研究所(阿尔伯特-爱因斯坦研究所)和汉诺威莱布尼兹大学引力物理研究所, 德国汉诺威 30167;; 4. 中山大学测绘科学与技术学院, 广东珠海 519082;; 5. 滁州学院地理信息与旅游学院, 安徽滁州 239000 |
| |
| 基金项目： | 国家自然科学基金 42061134010,42174103,42027802,42204091;湖北省自然科学基金计划杰出青年人才项目 2019CFA091;国家留学基金委资助; |
| |
| 摘 要： | 
冷原子干涉测量技术（CAI, Cold-Atom Interferometry）的发展为未来卫星重力梯度测量任务提供了新的测量思路.目前基于该任务概念的模拟研究均基于单一的观测指向模式对CAI梯度仪的对地观测能力进行论证.本文在GOCE卫星任务背景下,通过数值闭环模拟评估了CAI梯度仪在近地指向和惯性指向模式下对重力场观测影响.实验结果表明：在近地指向观测模式下,CAI梯度仪受卫星旋转角速度的影响,重力场解算的精度仅在50阶以内优于GOCE卫星的模拟结果.若当卫星搭载轨道旋转补偿系统时可以有效地减弱卫星旋转对CAI梯度仪的影响,进而提高重力场模型的解算精度.梯度张量主对角线三分量的联合解算精度在全频段内都要优于GOCE卫星相应分量的结果,精度可提高1.
5～6倍.在惯性指向观测模式下且仅考虑卫星残余角速度的影响时,CAI梯度仪的解算结果在30阶以后比GOCE卫星所搭载的GRADIO梯度仪的精度低.而在综合考虑卫星残余角速度和卫星轨道面旋转后,解算得到的重力场在100阶以内优于GOCE卫星解算精度.进一步比较两种指向模式下分别基于单轴、双轴和三轴观测的结果可以发现,三轴观测时两种指向模式的解算精度相当,在所有阶次上都要优于GRADIO梯度仪的结果.但基于单轴进行观测时,近地指向模式下Vzz分量的精度更高,而对于双轴观测的情况,惯性指向下的组合(Vxx+Vzz和Vyy+Vzz)解算精度更高.本研究通过对不同指向模式下CAI梯度仪对地观测影响的分析,可为基于CAI梯度仪的新型空间量子-地球重力场测量任务提供相应的参考.
|
| 关 键 词： | 地球重力场 GOCE 冷原子梯度仪 近地指向 惯性指向 |
| 收稿时间： | 2023-01-17 |
| 修稿时间： | 2023-06-21 |
|
| 点击此处可从《地球物理学报》浏览原始摘要信息 |
|
点击此处可从《地球物理学报》下载免费的PDF全文 |
|
