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《解放军信息工程大学》 2011年
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GOCE卫星测量恢复地球重力场模型的理论与方法

刘晓刚  
【摘要】:本文主要研究了GOCE卫星测量恢复地球重力场模型的理论与方法。作者在文中所做的主要工作和创新点有: (1)建立了扰动引力梯度张量各分量的传统计算模型;推导了m 2 Pn m(cos ? ) sin2?的去奇异性计算公式,进而建立了扰动引力梯度张量各分量去奇异性的详细计算模型。 (2)研究了卫星重力梯度数据向下延拓的解析法、泊松积分迭代法和卫星重力梯度数据格网化的移动平均法、反距离加权法、普通克里金法,采用“直接法”和“移去-恢复法”两种方案对其向下延拓和格网化效果进行了测试。 (3)分析了能量守恒方程中各项误差对沿轨扰动位计算结果的影响;建立了利用扰动位数据确定地球重力场的最小二乘直接法、调和分析法、最小二乘配置法的实用数学模型。 (4)建立了利用扰动引力梯度张量各单分量和组合分量确定地球重力场的最小二乘直接法去奇异性计算模型;推导了利用扰动引力梯度张量单分量和组合分量解算地球重力场的调和分析法模型;进一步推导了扰动引力梯度张量各个分量之间的自协方差和互协方差函数及其与引力位系数之间协方差函数的具体计算公式。 (5)推导了利用不同类型重力测量数据确定地球重力场的联合平差法数学模型,介绍并分析了模型中各类数据最优定权的参数协方差法和方差分量估计法。 (6)论述了谱组合法的基本原理,给出了多种类型重力测量数据联合处理的谱权及谱组合的通用表达式,基于调和分析方法推导了SST+SGG、SST+SGG+Δg和SST+SGG+Δg+N恢复地球重力场模型的谱组合公式及对应谱权的具体形式。 (7)推导了利用迭代法联合不同类型重力测量数据反演地球重力场模型的基本原理公式,并给出了其具体实现步骤。 (8)分析并计算了重力卫星轨道高度、卫星星间距离和卫星轨道倾角的设计指标;讨论了双星轨道长半轴的一致性要求、双星姿态俯仰角的控制要求以及双星编队保持机动的时间间隔要求。 (9)确定了KBR系统的星间距离、星间距离变化率和星间加速度的精度指标;设计了星载GPS系统的卫星轨道位置和速度以及加速度计测量的精度指标;计算了加速度计检验质量质心到卫星质心的调整距离精度指标;分析了恒星敏感器的姿态角测量精度和稳定度;计算了参考重力场模型对于累计大地水准面精度和积分卫星轨道的影响。 (10)研制了一套利用卫星重力测量数据反演地球重力场模型的软件平台。
【学位授予单位】:解放军信息工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P223

【引证文献】
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4 刘晓刚;吴娟;姬剑锋;;弹道扰动引力无奇异性计算模型的建立[J];地球物理学进展;2013年02期
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【参考文献】
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1 李迎春;利用卫星重力梯度测量数据恢复地球重力场的理论与方法[D];解放军信息工程大学;2004年
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【共引文献】
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5 王海红;武向军;初海彬;王庆华;迟军;李长江;;导航星座星间链路拓扑构形设计与分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
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6 叶修松;机载激光水深探测技术基础及数据处理方法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
7 王若璞;空间碎片环境模型研究[D];解放军信息工程大学;2010年
8 彭富清;海洋重力辅助导航方法及应用[D];解放军信息工程大学;2009年
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10 秦显平;星载GPS低轨卫星定轨理论及方法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
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1 李新蕾;金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真[D];南昌航空大学;2010年
2 黄鹏;市级大地水准面精化的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
3 杨书大;基于垂线偏差的区域大地水准面精化研究[D];山东科技大学;2010年
4 李艳;基于ArcGIS的重力图构建及其可导航性分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 孙敬武;基于周期图和神经网络船舶运动预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 邬小波;基于GPS水准数据和地球位模型的局部大地水准面精化方法研究[D];昆明理工大学;2010年
8 范龙;机载GPS测量数据处理质量控制方法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 王丹丹;基于月球平动点轨道的星座自主定轨研究[D];解放军信息工程大学;2010年
10 田颜锋;航空重力测量数据滤波处理算法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
【同被引文献】
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2 许厚泽;卫星重力研究:21世纪大地测量研究的新热点[J];测绘科学;2001年03期
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1 刘凤鸣;重力梯度辅助导航定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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1 翟振和;陆海交界区域多源重力数据的融合处理方法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
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【二级参考文献】
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1 彭富清;海洋重力辅助导航方法及应用[D];解放军信息工程大学;2009年
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5 李迎春;利用卫星重力梯度测量数据恢复地球重力场的理论与方法[D];解放军信息工程大学;2004年
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7 束蝉方;高精度惯导系统的重力补偿技术研究[D];武汉大学;2005年
8 张皞;快速逼近弹道扰动引力的算法研究[D];解放军信息工程大学;2007年
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9 吴星;张传定;叶修松;韩智超;;卫星重力梯度数据的模拟研究[J];测绘科学技术学报;2008年06期
10 王乐洋;朱建军;;重力卫星及其应用进展[J];测绘技术装备;2006年04期
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1 罗志才;钟波;周浩;;利用GOCE卫星观测数据反演地球重力场模型[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
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9 郑伟;许厚泽;钟敏;员美娟;周旭华;彭碧波;;基于国际卫星跟踪卫星和卫星重力梯度计划联合提升对“数字地球”的认知[A];中国测绘学会九届四次理事会暨2008年学术年会论文集[C];2008年
10 Enrico CANUTO;Luca MASSOTTI;Andres MOLANO-JIMENEZ;Carlos Norberto PEREZ;;Drag-free and Attitude Control for Long-distance,Low-Earth-orbit,Gravimetric Satellite Formation[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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4 宁津生 陈军 晁定波;利用人造卫星探测地球重力场[N];中国测绘报;2001年
5 宁津生;地球重力场的应用[N];中国测绘报;2004年
6 王大珩;激光:前景无量[N];光明日报;2000年
7 温庆生;我国航天远洋测控能力实现六大跨越[N];光明日报;2008年
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3 王庆宾;动力法反演地球重力场模型研究[D];解放军信息工程大学;2009年
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5 钟波;基于GOCE卫星重力测量技术确定地球重力场的研究[D];武汉大学;2010年
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4 肖荣健;地球重力场模型及其在隧道测量中的应用[D];西南交通大学;2007年
5 李冲;基于CQG2000的区域似大地水准面精化理论与应用研究[D];长安大学;2007年
6 李晓燕;扰动引力对弹道导弹落点影响分析[D];解放军信息工程大学;2008年
7 张皞;快速逼近弹道扰动引力的算法研究[D];解放军信息工程大学;2007年
8 米建;基于月球运动理论的GEO卫星线性摄动理论与精密定轨方法研究[D];解放军信息工程大学;2008年
9 杨书大;基于垂线偏差的区域大地水准面精化研究[D];山东科技大学;2010年
10 朱毅;云南省局部区域似大地水准面精化方法探讨与精度分析[D];昆明理工大学;2012年
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