GRACE-FO卫星星敏感器/加速度计安装矩阵校准

为了对GRACE-FO卫星入轨后的星敏感器安装矩阵进行校准,本文从相对安装矩阵校准和星敏感器/加速度计绝对安装矩阵校准两方面来实现星敏感器定标.通过统计卫星自发射以来的星敏间的四元数观测值,估计了星敏感器间的相对安装矩阵偏差.将相对安装矩阵偏差应用于星敏主光轴夹角计算和融合定姿,均表明本文采用的相对安装矩阵估计算法的正确性.利用卫星在KBR天线相位中心定标期间的俯仰和偏航机动信号,以星敏感器计算的卫星角加速度为观测值,以加速度计角加速度作为基准值,基于最小二乘算法估计星敏感器/加速度计绝对安装矩阵偏差,在估计时考虑加速度计轴间非正交性因子.获得的星敏感器/加速度计安装矩阵绝对偏差在横滚、俯仰、偏航三个方向分别为0.07°、0.19°、-0.07°, 估计精度为0.01°、0.04°、0.04°.同时,研究表明星敏感器/加速度计安装矩阵偏差量与加速度计轴间非正交因子具有很强的耦合特性,同时估计两种参数可以避免参数估计时的耦合效应.

     

海洋磁测日变校正的纬度改正方法研究

目前,在远海开阔性海域磁测中,尚难以有效设立日变站,致使日变改正仍存在着困难.本文利用地磁台站实测资料对地磁日变的纬度分布特征进行研究,发现日变值随纬度变化具有由Sq电流中心向南北两侧递增的规律,且二者之间的关系可用二次函数近似描述。以此规律为基础我们建立了纬度改正方法,该方法以经度链为基站,利用基站数据得到日变值与磁纬度的拟合函数以进行纬度改正,再调整时差作为经度校正即得到计算站的日变值.实测数据计算结果表明,相较于加权平均法,此方法在远距离(经度差达40°)仍能保持较高的校正精度(< 4 nT),因而能更好地适用于远海磁测.

     

GRACE-FO卫星星间指向定标与性能评估北大核心CSCD

由于KBR相位中心、星敏感器安装矩阵在卫星入轨后可能发生变化,这将导致GRACE-FO卫星星间指向存在常偏。为了修正该常偏,需要对卫星姿轨控系统上注星间指向定标参数。推导星间指向定标和星间指向精度评估的相关算法,提出基于在轨路径的星间指向定标流程和实现策略,并基于地面路径对GRACE-FO卫星自发射以来的星间指向性能进行评估。星间指向角的标准差和RMS表明,GRACE-FO星间指向满足KBR正常工作所需的俯仰(pitch)和偏航(yaw)方向1 mrad、横滚(roll)方向10 mrad星间指向要求;卫星姿轨控系统的磁力矩器和姿控推力器能够配合完成姿控需求。     

中国编队海洋测绘卫星数据反演海域重力扰动矢量及性能分析

本文采用国内首个搭载合成孔径雷达高度计的编队跟飞海洋测绘卫星(COATS)及美国SWOT卫星海面高数据开展了重力扰动矢量(垂线偏差和扰动重力)反演研究。采用区域反距离加权迭代方法对COATS卫星的异常数据进行了滤波处理,有效剔除了沿轨异常值。针对双星跟飞模式、宽刈幅模式特点,采用基于多方向海面坡度的估计方法求解格网垂线偏差,并反演得到海域扰动重力。西太平洋区域计算表明,COATS卫星在垂线偏差求解中充分利用了交轨方向上的近实时海面高,跟飞模式下可实现局部1′×1′垂线偏差计算,与EIGEN-6C4模型计算的1′×1′垂线偏差比较,南北、东西分量互差标准差分别为1.7″和2.3″。SWOT卫星作为国际上首颗宽刈幅干涉测高卫星,在垂线偏差求解上其南北分量和东西分量精度保持一致,与EIGEN-6C4模型计算的1′×1′垂线偏差比较,南北、东西分量互差标准差约1.8″,充分体现了宽刈幅各向观测均匀的优势。以SIO 32.1版重力数据作为参考基准,COATS卫星数据计算的5′×5′、SWOT卫星数据计算的1′×1′及联合两个卫星数据联合计算的1′×1′重力异常与参考值比较的标准差分别为6.4、5.2和4.9 mGal。考虑到COATS和SWOT卫星是目前国际上真正实现1′×1′海面高测量的卫星,未来联合两颗卫星的长期积累数据将不断得到更加密集的垂线偏差和扰动重力,进而将进一步提高海域重力场的精细程度。