应用SST数据精化地球重力场研究.pdf

同济大学
硕士学位论文
应用SST数据精化地球重力场的研究
姓名:张兴福
申请学位级别:硕士
专业:大地测量学与测量工程
指导教师:沈云中
20031201
摘要模拟结果,它是现今大地测量研究的热点之一。本文的主要工作和结果可归纳如下:晗嘎凼隽烁醚芯苛煊蛟诠谕獾难芯肯肿春妥钚碌难芯砍晒约岸云浣醒卫星所受到的各种摄动力;引力位、引力向量、引力张量的球坐标表达式等,它龊屯频剂嘶谖佬歉傥佬枪鄄馐莸母骼辔蟛罘匠淌降牧辛ⅲɑ谖星星历、卫星间的距离和卫星间距离变率的误差方程式的列立。荼疚母龅哪P秃退惴ǎ辛四D饧扑恪DD饧扑憬峁砻鳎喝绻糜诨况下黾尤牍鄄庠肷壕嗬,距离变率痵眯羌渚嗬牖指粗亓场模型的精度比星间距离变率要高;由天的星历数据求得的前阶位系数的阶位系数的恢复精度。用斓木嗬胧莺斓木嗬胧莼指吹慕峁ǘ忍岣不大,这样可以分时间段进行重力场的恢复,以期研究地球重力场随时间的变化;模拟恢复的结果和国外同类结果一致,但比导使鄄馐莼指唇峁8摺关键词:际酢镂佬侵亓ρА镏亓Τ∧P本文主要研究应用低低佬鞘堇椿指吹厍蛑亓Τ〉哪P秃退惴ǎ⒏隽究的必要性。低辰樯芰宋佬侵亓Σ饬康幕±砺壑J叮ǔS玫淖晗低臣跋嗷プ;还叵担们是进行卫星重力学研究的基础理论知识。复地球重力场位系数的数据太少,可引起方程病态;在未顾及加速度计误差的情精度已经接近。加入迕姿婊蟛;通过延长积分弧段可以有效地提高低
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第一章绪论§前言世纪人类迎来了一个崭新的空间信息时代。全球定位系统某晒ττ茫引起大地测量,地球物理,导航,武器制导等相关技术领域的重大变革。卫星测高技术的发展和成熟给大地测量注入了新的活力,他不仅填补了海洋重力测量的空白,而且精化了全球重力场模型。所有这些都使大地测量学家们认识到空间探测技术是研究制,获得可覆盖全球的高精度的观测数据。二十一世纪初现代地球科学的中心任务是致力于把地球作为一个整体而又复杂的静态和动态系统来研究,该系统主要由岩石圈、水圈和大气圈组成,重力场、电磁场和大气层及电离层反映其最重要的物理特性,制约着在该行星上及其邻近空间所发生的一切物理事件。其中地球重力场反映地球物质的空间分布、运动和变化,确定地球重力场的精细结构及其随时间变化不仅是现代大地测量的主要科学目标之一,而且也将为现代地球科学解决人类面缶的资源、环境和灾害等紧迫课题提供重要的基础地球现代大地测量、地球物理、地球动力学和海洋学等相关学科的发展迫切需要更加精细的地球重力场的支持。这将有助于对海洋、陆地岩石圈和海面地形等结构作详细的研究。水准的广泛应用,需要有全波段厘米级大地水准面的支持,只有这样才可以实现“大地水准面”来取代国家二等水准网以实现高程控制网的现代化叫谎芯康厍蛏畈拷峁贡储蛞G笤诩甘ɡ锏郊盖Чɡ锏牟ǘ畏段诰哂欣迕准毒ǘ的大地水准面和±闹亓σ斐#荒壳白钚碌牡厍蛑亓Τ∧P鸵仓荒芤杂庞谘欠米的精度满足中低卫星轨道确定的需要;利用卫星测高来研究海面地形和海流,则要求有相应波长的厘米级海洋大地水准面;建立全球高程系统则要求在到ɡ的波长范围内具有优于迕拙ǘ鹊拇蟮厮济妗D壳叭虼蟮厮济娴木付扔肷述要求大约还相差一个数量级,确定全波段厘米级大地水准面是世纪初物理大地测量的主要目标之一。实现这一目标首先取决于在全球范围内测定重力和探测重力场的技术发展水平,传统重力探测技术获取全球均匀分布的高精度重力场信息的能力受到了限制,迫切需要新的技术突破。卫星跟踪卫星技术和卫星重力梯度测量技术被认为是世纪初最有价值和应用前景的高效重力探测技术,其主要科学目的除了测定地球重力场的精细结构及长波重力场随时间的变化之外,还包括以全球尺度精度测定电磁场和全球大气层及电离层探测。鉴于该技术所具有的重要科学和现实意义,因而已成为当今物理大地测量研究的前沿和热点。目前高分辨率和高精度的地球重力场模型的获取不仅是制约大地测量,地球动力学科发展的瓶颈,而且也是海洋科学,地球物理等学科发展的巨大阻力。正是基于上述全球性问题的非常有效的技术手段,通过空间探测技术可以克服某些地面条件的限空间信息。
§卫星重力探测技术回顾原因和广泛理论论证的基础上,重力场探测小卫星计划应运而生,其三类重力小卫星自从世界上第一颗人造地球卫星成功发射之后,卫星技术得到了大力发⋯卫星重力学。它主要是把卫星作为运行于地球重力场中的传感器,通过分析卫星在运行过程中所受到的轨道摄动变化来获取地球重力场的相关信息。于年首次利用卫星轨道的线性摄动理论和地面重力资料建立了椎球重力场模型,它表明:地球重力场模型的确定和大地水准面理论的研究并不一定仅仅局限于地面重力观测资料,由此开启了卫星重力学的大门。目前重力探测技术主要有四种模式:利用全球地面跟踪站探测卫星轨道摄动;卫星测高技术;卫星跟踪卫星技术: