卫星重力梯度恢复地球重力场的频谱分析

蔡 林，周泽兵，祝 竺，高 防，许厚泽

1 华中科技大学电子与信息工程系，武汉 430074

2 华中科技大学物理学院，武汉 430074

3 华中科技大学地球物理研究所，武汉 430074

4 中国科学院测量与地球物理研究所，武汉 430077

卫星重力梯度恢复地球重力场的频谱分析

蔡 林1，3，周泽兵2，3＊，祝 竺2，3，高 防2，3，许厚泽3，4

1 华中科技大学电子与信息工程系，武汉 430074

2 华中科技大学物理学院，武汉 430074

3 华中科技大学地球物理研究所，武汉 430074

4 中国科学院测量与地球物理研究所，武汉 430077

根据仪器功率谱密度和重力位系数阶方差的定义，本文建立了卫星重力梯度测量噪声功率谱密度与重力场模型的误差阶方差的直接对应关系，并基于此讨论了重力梯度测量精度、卫星轨道高度以及运行时间对地球重力场恢复精度的影响.相比于传统的基于最小二乘法评估卫星载荷噪声对地球重力场恢复精度的影响而言，本文提出的方法简单、直接，有助于快速设计和确定卫星重力测量计划的有关参数.

卫星重力梯度测量，地球重力场，频谱分析

1 引 言

卫星重力测量技术公认为是当今获取全球高精度高分辨率地球重力场及其时变信息最有效的技术手段之一.于2000年7月15日和2002年3月17日分别发射升空的CHAMP卫星［1］和GRACE卫星［2］采用的是卫卫跟踪（SST）观测技术，测量了地球重力场的中长波分量.2009年3月17日成功发射的GOCE卫星［3－4］结合了高低卫－卫跟踪模式和卫星重力梯度测量（SGG）两种技术模式.相对于CHAMP和GRACE而言，GOCE能更为精确地测量地球重力场的中……