卫星测高技术是反演海洋垂直重力异常梯度的重要手段之一。针对常规的一维测高数据采样间隔大、跨轨数据稀疏、精度低的问题,SWOT(surface water and ocean topography)测高卫星可以提供二维宽刈幅海洋信息,获取更高空间分辨率和精度的...卫星测高技术是反演海洋垂直重力异常梯度的重要手段之一。针对常规的一维测高数据采样间隔大、跨轨数据稀疏、精度低的问题,SWOT(surface water and ocean topography)测高卫星可以提供二维宽刈幅海洋信息,获取更高空间分辨率和精度的海面高。本文基于1~20周期的SWOT海面高数据反演垂直重力异常梯度模型(SWOT_VGGA),首先,采用移去-恢复法的处理策略,将XGM2019e_2159作为参考场模型;然后,联合沿轨、跨轨和对角线3个方向的测高数据,并利用最小二乘配置法解算垂线偏差;最后,根据垂线偏差和参考场反演出SWOT_VGGA模型。本文选择菲律宾海为试验区域,将SIO V32.1版本的垂直重力异常梯度(SIO_curv_32.1)作为参考模型,结果表明SWOT_VGGA与SIO_curv_32.1模型的一致性为8.25 E,验证了一年SWOT测高数据反演垂直重力异常梯度的可靠性。此外,对SWOT_VGGA模型在不同水深、离岸距离和海底坡角的一致性进行了统计分析。结果表明,多周期SWOT_VGGA模型的一致性要优于单周期,而且1~10和11~20周期的SWOT_VGGA模型之间的一致性为1.81 E。因此,SWOT卫星在不同周期的数据质量比较稳定,可以用来反演高精度的海洋重力信息。展开更多
相较于传统的两步法,动力学一步法能充分利用观测数据的原始信息,理论上可获得更合理的时变重力场产品,同时也因其涉及的参数维度更多样、函数模型更复杂,一直是当前研究的热点和难点.本文研究并实现了动力学一步法恢复时变重力场,给出...相较于传统的两步法,动力学一步法能充分利用观测数据的原始信息,理论上可获得更合理的时变重力场产品,同时也因其涉及的参数维度更多样、函数模型更复杂,一直是当前研究的热点和难点.本文研究并实现了动力学一步法恢复时变重力场,给出了合理的数据处理策略,而后基于GRACE-FO(GRACE Follow-On)星载GPS数据和KBR(K/Ka Band Ranging)距离变率数据反演了2021—2022年60阶全球月时变重力场模型.对于一步法中诸多技术细节,本文重点分析了先验权和经验参数对轨道确定和模型反演的影响,研究表明:当采用30 s采样率的GPS数据时,需适当对GPS数据降权,以免引入过多噪声,码伪距、载波相位和KBR距离变率数据的先验权比应为1:104:1014;为了保证轨道和模型质量,在反演过程中有必要引入经验参数以吸收残余的摄动力误差,相较其他经验参数(分段周期经验加速度、几何经验参数),分段常经验加速度在保证定轨精度的同时可更有效地吸收模型中的噪声.此外,在采用相同动力学参数配置时,动力学一步法反演的时变重力场模型无论是与官方模型的一致性还是内符合精度均优于两步法.最后,综合评估了整个时间跨度的轨道和时变重力场模型质量,结果显示,动力学一步法确定的轨道可满足厘米级需求,双星的卫星激光测距残差标准差均为1.6 cm,重力场模型与官方机构CSR(Center for Space Research)、JPL(Jet Propulsion Laboratory)、GFZ(GeoForschungsZentrum Potsdam)最新发布的RL06.1模型一致性较好,在保留完整时变信号特征的前提下,噪声表现与CSR模型相当,优于JPL、GFZ模型.展开更多
文摘卫星测高技术是反演海洋垂直重力异常梯度的重要手段之一。针对常规的一维测高数据采样间隔大、跨轨数据稀疏、精度低的问题,SWOT(surface water and ocean topography)测高卫星可以提供二维宽刈幅海洋信息,获取更高空间分辨率和精度的海面高。本文基于1~20周期的SWOT海面高数据反演垂直重力异常梯度模型(SWOT_VGGA),首先,采用移去-恢复法的处理策略,将XGM2019e_2159作为参考场模型;然后,联合沿轨、跨轨和对角线3个方向的测高数据,并利用最小二乘配置法解算垂线偏差;最后,根据垂线偏差和参考场反演出SWOT_VGGA模型。本文选择菲律宾海为试验区域,将SIO V32.1版本的垂直重力异常梯度(SIO_curv_32.1)作为参考模型,结果表明SWOT_VGGA与SIO_curv_32.1模型的一致性为8.25 E,验证了一年SWOT测高数据反演垂直重力异常梯度的可靠性。此外,对SWOT_VGGA模型在不同水深、离岸距离和海底坡角的一致性进行了统计分析。结果表明,多周期SWOT_VGGA模型的一致性要优于单周期,而且1~10和11~20周期的SWOT_VGGA模型之间的一致性为1.81 E。因此,SWOT卫星在不同周期的数据质量比较稳定,可以用来反演高精度的海洋重力信息。
文摘相较于传统的两步法,动力学一步法能充分利用观测数据的原始信息,理论上可获得更合理的时变重力场产品,同时也因其涉及的参数维度更多样、函数模型更复杂,一直是当前研究的热点和难点.本文研究并实现了动力学一步法恢复时变重力场,给出了合理的数据处理策略,而后基于GRACE-FO(GRACE Follow-On)星载GPS数据和KBR(K/Ka Band Ranging)距离变率数据反演了2021—2022年60阶全球月时变重力场模型.对于一步法中诸多技术细节,本文重点分析了先验权和经验参数对轨道确定和模型反演的影响,研究表明:当采用30 s采样率的GPS数据时,需适当对GPS数据降权,以免引入过多噪声,码伪距、载波相位和KBR距离变率数据的先验权比应为1:104:1014;为了保证轨道和模型质量,在反演过程中有必要引入经验参数以吸收残余的摄动力误差,相较其他经验参数(分段周期经验加速度、几何经验参数),分段常经验加速度在保证定轨精度的同时可更有效地吸收模型中的噪声.此外,在采用相同动力学参数配置时,动力学一步法反演的时变重力场模型无论是与官方模型的一致性还是内符合精度均优于两步法.最后,综合评估了整个时间跨度的轨道和时变重力场模型质量,结果显示,动力学一步法确定的轨道可满足厘米级需求,双星的卫星激光测距残差标准差均为1.6 cm,重力场模型与官方机构CSR(Center for Space Research)、JPL(Jet Propulsion Laboratory)、GFZ(GeoForschungsZentrum Potsdam)最新发布的RL06.1模型一致性较好,在保留完整时变信号特征的前提下,噪声表现与CSR模型相当,优于JPL、GFZ模型.
