利用grace卫星确定地球重力场理论和方法

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1、摘要继美德合作的低低卫星跟踪卫星模式的重力卫星GRACE顺利发射升空，卫星跟踪卫星技术应用于地球重力场的研究真正地全面展开。鉴于有关方法和技术尚未成熟，且重力卫星在地震监测方面的应用尚为空白，在此背景下，本论文主要探讨了以下几点内容：1、论述了地震监测与重力、卫星重力的密切关系，回顾总结了卫星重力技术的发展和现有研究成果，并着重介绍了已发射和即将发射的三颗重力卫星CHAMP、GRACE及GOCE。2、研究卫星重力学所涉及的各种理论知识，包括重力场的基本概念、描述卫星轨道运动所需的各种时空参考系统的精确定义、数学表达，以及卫星轨道的一些基本理论。3、详细探讨了利用能量守恒法

2、恢复地球重力场的理论方法，分别从经典力学的角度给出了利用单星和双星能量守恒法恢复地球重力场的详细推导过程。4、较详细的介绍了GRACE卫星测量系统，并对本论文所要用到的四类卫星数据—恒星敏感器数据、加速度计数据、K波段测距数据以及GPS精密定轨数据的预处理进行了详细的说明。5、从解算重力场位系数的实际出发，结合地震监测的目的和需求并考虑各种算法的利与弊，确定了以最小二乘算法进行求解。讨论了位系数排列方式与法方程结构特征之间的关系，针对实际需要选择了相应的处理办法，给出了利用最小二乘解算模型的详细步骤，并由此得到60阶的重力场模型CEAGM01。6、通过GFZ数据中心公布的

3、利用GRACE卫星数据恢复的重力场位系数，从全球重力异常图和重力异常累计误差两方面，对GRACE卫星模式的数据应用于地震监测的可行性作了详细分析。关键词：卫星重力；GRACE卫星；能量守恒法；全球重力场模型AbstractSincethelaunchofGRACEinlow-·lowSatellite—-to··SatelliteTracking(SST-11)cooperatedbyUSAandGermany,researchofSSTtechniquesforearthgravityfieldhasentirelyspread．Forrelatedmethodsand

4、techniqueswerenotperfect，andtheapplicationofgravitysatelliteinmonitoringearthquakehasbeenblank，inthiscase，themainworksandcontributionsweresummarizedasfollows：l、‰relationsbetweenearthquakemonitoringandgravity、satellitegravitywerediscussed．Reviewandsummarizethedevelopmentandpresentresearchp

5、roductionofsatellitegravitytechniques,especiallyintroducethelaunchedandbeinglaunchedgravitysatelliteCHAMP、GRACEandGOCE．2、Manytheoriesrelatingtosatellitegravityhavebeenresearched，includingthebasicconceptsaboutgravityfield，thestrictdefinitionandmathematicalexpressionsofdifferenttime／spacere

6、ferencesystemsfordescribingthetracksofsatellite，andsomebasictheoriesofsatellitetracks．3、Thekeystonesofglobalgravityfieldrecoveryusingtheenergyconservationhavebeenstudied，respectivelypresentingthededucedprocessusingsinglesatelliteanddoublesatellitesindetail，fromthepointofclassicmechanics．4

7、、TheGRACEsatellitemeasuresystemhasbeenintroduced．Andthepretreatmentofthefourkindsofsatellitedata(SCAlB，ACCIB，KBRlBandGNVIB)wereexplaineddetailed．5、Fromthefactofgravitypotentialcoefficientscalculated，combiningtheobjectiveandrequirementofearthquakemonitoringandconside