高精度惯性导航系统对重力场模型的要求

分析了采用现有重力场模型EGM96进行重力补偿和INS所能达到的定位精度,分析了实施GOCE任务和改进的重力场模型对INS的定位精度的影响,并给出了未来高精度纯惯导系统对重力场精度的要求。     

EGM2008地球重力场模型的可视化探究

利用EGM2008地球重力场模型可以将地球重力场解析化,由此我们可以十分方便快速地表示和计算重力异常、高程异常、垂线偏差等其它重力场参数。本文运用Surfer软件将EGM2008重力场模型可视化,获取了全球和局部地区重力场相关参数的等值线图、线框图、3D表面图、影像图。     

固体潮对地球重力场时变特征影响的潮波公式

精密和详细测定地球重力场及其随时间变化,是目前卫星重力测量的主要课题.基于目前高精度的固体潮展开,研究固体潮对地球重力场时变特征的影响.不同于IERS2000推荐的固体潮对重力影响的理论模型,独立于天体历书而基于精密引潮力位展开直接给出在毫微伽精度下的潮波公式,并考虑到四阶潮汐的效应.同时对重力数据归算中的永久性潮汐的处理进行总结和说明.本文的工作可为高精度的地球重力场的研究提供理论依据和参考.     

低轨卫星初始状态误差对反演地球重力场的影响

基于动力学法反演地球重力场的基本理论,研究了卫星初始状态向量误差对应用低轨卫星精密轨道数据反演地球重力场的影响。在仅考虑低轨卫星初始状态误差的情况下进行了模拟计算,结果表明:在利用低轨卫星精密轨道数据反演地球重力场时,卫星初始状态向量误差需要重新进行估计;在目前的轨道精度水平下,若不顾及误差方程二次项的影响,反演弧长不宜过长;卫星初始状态速度误差(约1.5mm/s)的影响要大于位置误差(约10 cm)的影响。     

地球重力场平差模型误差的控制

针对模型误差,给出了函数模型优选的标准;提出了衡量模型误差大小的精确度指标及实用估计方法;给出了估计函数模型拟合精度的标准差公式。     

重力场数学拟合模型解的影响因素探究

为了提高地球重力场模型不适定方程求解的精度,该文采用谱分析方法从级数展开阶数、数据采样率及数据缺失量3个方面探索影响数学拟合效果的根本因素:从常用的三角级数及勒让德级数模型出发,引出重力场拟合模型球谐函数模型,观察在改变级数展开阶数、数据采样率及数据缺失量等情况下所对应设计矩阵谱结构的变化,并从微观上研究影响误差分配的有关因素及最小奇异值对误差的决定性作用,为探求重力场模型解不准的原因及实现更高精度的全球重力场模型的建立提供参考。     

重力场对惯性导航定位误差影响研究与仿真

从惯性导航力学编排方程出发,将高阶重力场模型代替正常重力模型,分析了扰动重力引起的惯性导航误差;并从另一角度,对理想状态下扰动重力对惯性导航的影响进行了仿真分析,结果表明扰动重力影响显著。通过将重力垂线偏差分量引入惯性导航方程,改善传统方程的缺陷,探讨了垂线偏差对惯性导航的影响。在全面论述了扰动重力和重力垂线偏差对惯性导航的影响的基础上,结合实际情况提出了进行重力场误差补偿的两种方法。     

重力场对惯性导航定位误差影响研究与仿真

从惯性导航力学编排方程出发,将高阶重力场模型代替正常重力模型,分析了扰动重力引起的惯性导航误差;并从另一角度,对理想状态下扰动重力对惯性导航的影响进行了仿真分析,结果表明扰动重力影响显著.通过将重力垂线偏差分量引入惯性导航方程,改善传统方程的缺陷,探讨了垂线偏差对惯性导航的影响.在全面论述了扰动重力和重力垂线偏差对惯性导航的影响的基础上,结合实际情况提出了进行重力场误差补偿的两种方法.     

重力场的局部虚拟向下延拓以及利用EGM96模型的模拟实验检验

阐述了基于虚拟压缩恢复法导出的虚拟向下延拓法,该法从理论上解决了重力场的向下延拓问题。为了检验理论的正确性,选取EGM96模型进行了模拟实验检验,实验结果支持局部虚拟向下延拓法。同时,对观测值加进随机误差的情形也进行了模拟实验检验,结果表明,局部虚拟向下延拓几乎不损失精度。     

基于EGM2008地球重力场模型的GPS高程转换研究

综合利用EGM2008地球重力场模型,采用＂移去-拟合-恢复＂方法和二次曲面函数数值逼近算法进行GPS高程转换。通过某隧道实例验证了＂移去-拟合-恢复＂的有效性和实用性,检验了EGM2008地球重力场模型的精度。通过计算比较,在测区范围内,合理选择均匀分布的GPS/水准点,可以使高程拟合精度达到最大。     

GPS水准采用移去恢复技术拟合大地水准面方法的研究

精化大地水准面是现代重力场和大地测量学工作的重要任务之一。探讨了利用已知水准点上的高程异常拟合区域大地水准面模型时,首先移去EGM96模型计算得到的部分,然后基于移动曲面和多面函数方法分别对剩余高程异常进行拟合,在内插点上再利用EGM96模型把移去的部分恢复,得到该点的高程异常。通过对某局部地区水准点的计算表明,引入EGM96模型的拟合高程异常的精度有所改进,对于大范围地区,这种方法有望能更好地提高大地水准面的拟合精度。     

EGM96/2008重力场模型在似大地水准面构建中的应用

似大地水准面的构建可以将GPS测量的高程迅速转化为正常高,极大降低高程测量的成本,提高相关工作效率。将EGM96/2008重力场模型与“移去-恢复”法相结合,在矿区内建立似大地水准面,并使用不同的插值方法,验证最优方案。结果表明,使用二次线性插值的EGM2008重力场模型拟合效果更好,模型外符合精度达到3.6 mm,更适合应用于该区域似大地水准面构建。     

GOCE卫星重力梯度观测值的时变重力场变化改正及影响分析

GOCE卫星重力梯度观测值为高阶静态重力场反演提供了重要的数据支撑,但其在使用前需考虑扣除时变重力场变化的影响.本文研究了GOCE卫星重力梯度观测值的时变重力场变化改正方法,更新了ESA标准和背景模型,以更好地扣除时变重力场变化的影响,自主实现了由GOCE卫星Level1b重力梯度数据直接进行重力场反演.本文通过3种时...     

不同星历误差对静态单点定位精度的影响与分析

在单点定位中,卫星星历误差对解算结果影响较大。文中介绍普通单点定位及精密单点定位的数学模型,通过广播星历及精密星历数据的解算,分析星历精度对单点定位的影响。计算结果表明,使用超快星历代替最终精密进行精密单点定位是可行的。     

GOCE地球重力场模型在青藏地区的评价及分析

2009年GOCE卫星升空以后,卫星重力梯度数据参与解算的GOCE系列重力场模型已有多家研究机构相继公布。本文分别采用青藏地区的GPS/水准和重力异常实测数据对GOCE重力场模型进行了外部测试,并在重力异常验证过程中引入了一种新的滤波方法,验证结果表明在青藏地区GOCE重力场模型相比其它系列模型的优势在于中波段。同时,探讨了GOCE重力场模型与其他系列模型在青藏地区主要差异值的空间分布以及首次利用统计分析方法找出模型之间主要差异值的阶次分布,得出如下结论：模型之间的较大差异值在空间水平方向上主要分布在喜马拉雅山脉、天山等地形起伏较大的区域,在垂直方向上主要集中在岩石圈。     

On the separation of gravitation and inertia and the determination of the relativistic gravity field in the case of free motion

Summary The authors explored the possibility of separating gravitation from inertia in the frame of general relativity. The Riemann tensor is intimately related with gravitational fields and has nothing to do with inertial effects. One can judge the existence or nonexistence of a gravitational field according as the Riemann tensor does not vanish or vanishes. In the free fall case, by using a gradiometer on a satellite, gravitational effects can be separated from inertia completely. Furthermore, the authors put forward a general method of determining the relativistic gravity field by using gradiometers mounted on satellites. At the same time the following two statements are proved: in the case of using gradiometers on a satellite, with some kind of approximation the Riemann tensorR can be found; in the case of free motion, if the measured Riemannian componentsR _(i0j0) are equal to zero, the Riemann tensorR equals zero.     

Space-wise approach to satellite gravity field determination in the presence of coloured noise

For many years, the gravity field of the Earth was only seen by satellite geodesy as the main factor affecting the orbit and consequently it was retrieved together with a number of other orbital perturbations. Since the advent of a new generation of accelerometers, non-gravitational perturbations can be separated from the gravity effects and a new era of gravity field estimates from space has been born. During preparatory data analysis for new missions performed by the geodetic community, three approaches have been proposed and numerically tested: the brute force method (direct approach), the semi-analytical (time-wise) method and the space-wise method. In particular, the time-wise method takes advantage of the incoming time flow of data and, after performing a Fourier transform of the observation equations, exploits the prevailing block diagonal structure of the normal equations to estimate the spherical harmonic coefficients of the gravity field. Complementary to this is the space-wise approach, which goes back to the traditional computation of the harmonic coefficients by an integration technique or by least-squares collocation. Some advantages and disadvantages are peculiar to both methods, particularly the space-wise approach, which has for a long time ignored the marked signature of the noise spectrum due to the specific measuring conditions of space-borne accelerometers. The application of a proper Wiener filter, exploiting the correlation along the orbit, embedded into an iterative scheme, seems to be the answer. The solution to this major problem of the space-wise approach is illustrated and simulation results are discussed.     

重力场模型对Swarm卫星精密定轨的影响分析

采用星载GPS观测数据与简化动力学定轨方法,在方程中引入伪随机脉冲参数,从而实现对Swarm卫星的精密定轨.详细分析了不同阶次的GOCO06s地球重力场模型对Swarm卫星简化动力学定轨精度的影响,对比了PGM2000a、EIGEN-2、EGM2008以及GECO重力场模型展开到100阶次时Swarm卫星解算的轨道精度...     

A preliminary error analysis of the gravity field recovery from a lunar Satellite-to-Satellite mission

Summary A low cost lunar Satellite-to-Satellite radio tracking mission in a low-low configuration could considerably improve the existing knowledge about the lunar gravity field. The impact of various mission parameters that may contribute to the recovery of the gravity field, such as satellite altitude, satellite separation, mission duration, measurement precision and sampling interval were quantified using the Jekeli-Rapp algorithm. Preliminary results indicate that the gravity field resolution up to harmonic degree 40 to 80 is feasible depending on various mission configurations. Radio tracking data from a six-month mission with a precision of 1 mm s^–1 every 10 s and 300 km satellite separation at 150 km altitude will permit the determination of 5^o×5^o mean gravity anomalies with an error of approximately 15 mgals. Consideration of other unaccounted error sources of instrumental, operational as well as environmental nature may lower this resolution.