星载加速度计校准对GRACE轨道动力学平滑的影响分析

高松涛; 游为; 范东明; 余彪; 生永赟

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2020.06.005

星载加速度计校准对GRACE轨道动力学平滑的影响分析

doi: 10.13442/j.gnss.1008-9268.2020.06.005

高松涛^1,2,
游为^1, ,,
范东明¹,
余彪¹,
生永赟¹

1. 西南交通大学地球科学与环境工程学院, 成都 611756;
2. 广东省交通规划设计研究院股份有限公司测量部, 广州 510507

基金项目:

国家自然科学基金（41974013，41574018）

详细信息

作者简介:
高松涛(1992-),男,硕士研究生,主要从事卫星定轨和导航技术研究.

游为(1985-),男,博士,副教授,主要从事卫星重力测量及测量数据处理研究.

范东明(1965-),男,博士,教授,主要研究领域及方向为现代大地测量,地理信息系统和地球重力场理论与应用.

余彪(1990-),男,博士研究生,主要研究时变重力场模型解算及其应用.

通信作者:
游为 E-mail:youwei1985@foxmail.com

中图分类号: P228.4
计量
- 文章访问数: 372
- HTML全文浏览量: 90
- PDF下载量: 20
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2020-04-24
- 网络出版日期: 2021-04-09

Analysis on the effect of calibration of satellite accelerometers on smooth GRACE orbit dynamics

1. Faculty of Geosciences and Environmental Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 611756, China;
2. Guangdong Province Communications Planning & Design Institute Co., Ltd, Guangzhou 510507, China

摘要

摘要: 本文分别以美国喷气推进实验室（JPL）发布的GRACE卫星约化动力学轨道和ITSG发布的几何轨道作为观测值，利用动力学法分析星载加速度计校准对轨道平滑结果的影响，弧长固定为24 h.对比结果表明：以ITSG发布2009年5月1日的几何轨道作为观测值的结果可知，偏差参数采用一阶项15 min估计一次、尺度模型为对角填充的策略可以提高轨道平滑的精度，得到的动力学轨道与JPL发布的约化动力学轨道残差在X方向、Y方向和Z方向的均方根（RMS）值分别为1.89 cm、1.76 cm、1.56 cm.
- 动力学 /
- 尺度参数 /
- 偏差参数 /
- 估计时间 /
- GRACE卫星
Abstract: This paper takes the GRACE satellite reduced kinetic orbit published by JPL and the geometric orbit published by ITSG as observations, respectively. The influence of Calibration of onboard accelerometers on track smoothing results is studied by dynamic method. The arc length is fixed to 24 hours. The results show that the accuracy of the integral orbit can be improved by using the-first-order bias estimation strategy with 15-minute and the diagonal filling strategy of the scale model. The RMS values in X direction, Y direction and Z direction are 1.89 cm、1.76 cm and 1.56 cm, respectively.
- dynamics /
- scale parameters /
- deviation parameters /
- estimated time /
- GRACE

HTML全文

参考文献(27)

[1]	郭金运,孔巧丽,常晓涛,等.低轨卫星精密定轨理论与方法[M].北京:测绘出版社,2014.
[2]	CASOTTO S,GINI F,PANZETTA F,et al. Fully dynamic approach for GOCE precise orbit determination[J].Bollettino di geofisica teorica ed applicata,2013,54(4):367-384. DOI: 10.4430/bgta0108.
[3]	MONTENBRUCK O,GILL E. Satellite orbits:models,methods,and applications[M]. Berlin:Springger-verlag,2005. DOI: 10.1115/1.1451162.
[4]	赵春梅,程鹏飞,益鹏举.基于伪随机脉冲估计的简化动力学卫星定轨方法[J]. 宇航学报,2011,32(4):762-766.
[5]	刘大杰,施一民,过静珺. 全球定位系统(GPS)的理论与数据处理[M]. 上海:同济大学出版社,1997:257-263.
[6]	BERTIGER W L,BAR-SEVER Y E,CHRISTENSEN E J,et al.GPS precise tracking of TOPEX/POSEIDON:result and implications[J]. Jourmal of geophysical research atmospheres,1994, 99(C12):24449-24464. DOI: 10.1029/94JC01171.
[7]	SCHULTZ B E,TAPLEY B D,ABUSALI P A M,et al.Dynamic orbit determination using GPS measurements form TOPEX/POSEIDON[J].Geophysical research letters,1994,21(19):2179-2182. DOI: 10.1029/94GL01040.
[8]	WU S C,YUNCK T.Precise kinematic positoning with simultaneous GPS pseudorange and carrier phase measurements[C/OL].(1995-06-18)[2020-02-24].Proceedings of the 1995 National Technical Meeting of the Institute of Navigation,1995:641-647. https://www.ion.org/publications/abstract.cfm?articleID=357.
[9]	BERTIGER W L,BAR-SEVER Y E,CHRISTENSEN E J, et al.GPS precise tracking of TOPEX/POSEIDON:results and inmplications[J].Journal of geophysical research atmospheres,1994,99(C12):24449-24464. DOI: 10.1029/94JC01171.
[10]	李建成,张守建,邹贤才,等.GRACE卫星非差运动学厘米级定轨[J].科学通报,2009,54(16):2355-2362.
[11]	任锴. 导航卫星精密定轨理论与方法研究[D]. 郑州:信息工程大学,2015.
[12]	陈俊平,王解先.基于Helmert变换的GPS动力学轨道平滑[J].武汉大学学报(信息科学版),2008,33(5):488-491.
[13]	孔巧丽,郭金运,秦建,等.HY-2卫星星载DORIS和SLR的cm级综合精密定轨仿真研究[J].武汉大学学报(信息科学版),2013,38(6):694-699.
[14]	秦建,郭金运,孔巧丽,等.Jason-2卫星星载GPS数据cm级精密定轨[J].武汉大学学报(信息科学版),2014,39(2):137-141.
[15]	乔晶,陈武.星载加速度计增强北斗自主定轨性能[J].测绘学报,2016,45(增刊2):116-131.
[16]	邹贤才,李建成,衷路萍,等.动力法校准GRACE星载加速度计[J].武汉大学学报(信息科学版),2015,40(3):357-360.
[17]	吴林冲,衷路萍,刘冰石.点火脉冲对GRACE加速度计校准的影响[J].大地测量与地球动力学,2018,38(4):399-401,432.
[18]	余彪,范东明,游为,等.GRACE重力反演中的轨道数值积分方法分析[J].宇航学报,2017,38(3):253-261.
[19]	罗志才,周浩,钟波,等. Gauss-Jackson积分算法分析与验证[J]. 武汉大学学报(信息科学版),2013,38(11):1364-1368.
[20]	KLINGER B, MAYER-GURR T. The role of accelerometer data calibration within GRACE gravity field recovery:Results from ITSG-Grace2016[J]. Advances in space research,2016,58(9):1597-1609. DOI: 10.1016/j.asr.2016.08.007.
[21]	FLURY J, BETTADPUR S,TAPLEY B D. Precise accelerometry onboard the GRACE gravity field satellite mission[J]. Advances in space research,2008,42(8):1414-1423. DOI: 10.1016/j.asr.2008.05.004.
[22]	BEZDĒKA. Calibration of accelerometers aboard GRACE satellites by comparison with POD-based nongravitational accelerations[J]. Journal of geodynamics,2010,50(5):410-423. DOI: 10.1016/j.jog.2010.05.001.
[23]	王正涛.卫星跟踪卫星测量确定地球重力场的理论与方法[D].武汉:武汉大学,2005.
[24]	游为.应用低轨卫星数据反演地球重力场模型的理论和方法[D].成都:西南交通大学,2011.
[25]	PETERSEIM N, FLURY J, SCHLICHT A. Magnetic torquer induced disturbing signals within GRACE accelerometer data[J]. Advances in space research,2012,49(9):1388-1394. DOI: 10.1016/j.asr.2012.02.013.
[26]	陈秋杰,沈云中,张兴福.基于重力卫星几何轨道线性化的地球重力场反演方法[J].地球物理学报,2013,56(7):2238-2244.
[27]	CHEN R J,PENG B,GAO F,et al. Analyss of solar and earth albedo radiation pressure models for GRACE on their performance[J]. Geomatics and information science of Wuhan university,2013,38(12):127-130,243.