苏　勇，范东明，游　为

西南交通大学地球科学与环境工程学院，四川 成都 610031

Various Approaches for Gravity Field Recovery by Using the GOCE Satellite Orbits

SU Yong,FAN Dongming,YOU Wei

Faculty of Geosciences and Environmental Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031，China

Foundation support： The Fundamental Research Funds for the Central Universities(Nos.SWJTU10ZT02; SWJTU12BR012);The Doctoral Innovation Funds of Southwest Jiaotong University;The Research Funds for the Doctoral Program of Higher Education of China(No.2012018412006)

利用GOCE卫星轨道数据恢复地球重力场模型的方法

苏勇，范东明，游为

西南交通大学地球科学与环境工程学院，四川 成都 610031

Various Approaches for Gravity Field Recovery by Using the GOCE Satellite Orbits

SU Yong,FAN Dongming,YOU Wei

Faculty of Geosciences and Environmental Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031，China

Foundation support： The Fundamental Research Funds for the Central Universities(Nos.SWJTU10ZT02; SWJTU12BR012);The Doctoral Innovation Funds of Southwest Jiaotong University;The Research Funds for the Doctoral Program of Higher Education of China(No.2012018412006)

摘要：欧空局早期公布的时域法和空域法解算的GOCE模型均采用能量守恒法处理轨道数据，但恢复的长波重力场信号精度较低，而且GOCE卫星在两极存在数据空白，利用其观测数据恢复重力场模型是一个不适定问题，导致解算的模型带谐项精度较低，需进行正则化处理。本文分析了基于轨道数据恢复重力场模型的方法用于处理GOCE数据的精度，对最优正则化方法和参数的选择进行了研究。利用GOCE卫星2009-11-01—2010-01-31共92d的精密轨道数据，采用不依赖先验信息的能量守恒法、短弧积分法和平均加速度法恢复GOCE重力场模型，利用Tikhonov正则化技术处理病态问题。结果表明，平均加速度法恢复模型的精度最高，能量守恒法的精度最低，短弧积分法的精度稍差于平均加速度法。未来联合处理轨道和梯度数据时，建议采用平均加速度法或短弧积分法处理轨道数据，并且轨道数据可有效恢复120阶次左右的模型。Kaula正则化和SOT处理GOCE病态问题的效果最好，并且两者对应的最优正则化参数基本一致，但利用正则化技术不能完全抑制极空白问题的影响，需要联合GRACE等其他数据才能获得理想的结果。

关键词：GOCE卫星；地球重力场模型；能量守恒法；短弧长积分法；平均加速度法；正则化技术

1引……