姜永涛，张永志，王 帅，姚晓伟

(1.长安大学，陕西 西安 710000；2.河南工程学院，河南 郑州 451191)

GRACE时变重力场滤波方法研究

姜永涛1，2，张永志1，王 帅1，姚晓伟1

(1.长安大学，陕西 西安 710000；2.河南工程学院，河南 郑州 451191)

用3种不同的滤波方法获得了2007年相对于2005年的卫星重力变化图像，并与同期地面重力测量的结果进行比较，对比分析GRACE月重力场滤波方法的优缺点。结果表明，去相关平滑滤波算法优于高斯滤波和直接截断法，且去相关平滑滤波DDK5处理得到的卫星重力动态变化图像与地面观测结果符合最好，表明GRACE卫星时变重力场可以用来分析大区域重力动态变化。

GRACE；滤波方法；去相关滤波；高斯滤波；重力场变化

一、引 言

GRACE(gravity recovery and climate experiment)双星系统利用卫星轨道(SST-hl，GPS定轨数据)和星间距离测量数据(SST-ll，KBR星间测距数据)来解算时变重力场模型，利用这些时变重力场模型，国内外学者第一次观测到了世界范围的海水重新分布[1]、区域水储量变化[2]和大震的同震及震后重力变化[3]。由于轨道倾角约为89°，使得月重力场模型位系数之间具有相关性，且误差随阶次的增高而增大，在空间域表现为明显的南—北向条带状波纹。因此利用GRACE时变重力场数据时，首先要进行重力场位系数去相关和平滑处理。

将重力场模型截断到低阶，可以消除中高阶位系数误差对结果的影响，但同时也丢掉了中高阶位系数的重力场信息，而且截断法获得的重力场空间分辨率较低，很难用于研究较小尺度(100～300 km左右)的地球动力学现象[3]；高斯滤波法[4-5]是早期研究GRACE时变重力场常用的方法，它通过对模型高阶次位系数的降权处理来降低误差对重力场变化结果的影响；……