陈秋杰

同济大学测绘与地理信息学院，上海 200092

基于改进短弧积分法的GRACE重力反演理论、方法及应用

陈秋杰

同济大学测绘与地理信息学院，上海 200092

CHAMP、GRACE和GOCE等卫星重力任务的成功实施，为大地测量学、冰川学、海洋学、水文学等学科提供了诸多高时空分辨率的地球重力场模型。由于GRACE对地球重力场的长波段信号十分敏感，且能以较高的精度恢复中波段重力场信号，因此应用GRACE重力数据恢复时变与静态地球重力场，一直以来备受大地测量学者关注。本文在经典短弧积分法的基础上，对重力场反演理论和方法作进一步的探讨和改进，并用GRACE实测数据解算了静态和时变重力场模型，主要研究成果和创新点如下：

(1) 提出了改进短弧积分法，并对非保守力加速度和姿态观测误差进行建模。其主要创新点是以卫星观测轨道为初值对非线性运动方程进行线性化，从而有效地控制了线性化误差；除了引入轨道和星间距离或距离变率观测误差改正数外，还引入了非保守力加速度和姿态观测误差改正数；采用加权最小二乘法整体解算重力场参数和误差改正数。

(2) 采用一次差分消去星间距离观测值的模糊度参数，并建立了基于星间距离一次差分解算重力场参数的观测方程，利用GRACE卫星的星间距离观测数据解算了与采用星间距离变率观测数据精度相当的重力场模型。

(3) 分析了弧段长度对重力场反演精度的影响，确定了改进短弧积分法的最优弧段长度为2 h；……