邹贤才

1. 武汉大学测绘学院，湖北 武汉 430079; 2. 地球空间信息技术协同创新中心，湖北 武汉 430079

新一代重力测量卫星GOCE(gravity field and steady-state ocean circulation explorer)以引力梯度测量为主要特征，实现中高频段重力场信号的有效恢复[1-2]。它的关键载荷是一台高精度的引力梯度仪，主要由6个加速度计组成，对称安装在3个互相垂直的坐标轴上，梯度仪质心与卫星质心重合，加速度计对构成的梯度仪测量基线长约0.5 m[3]。在理想工作条件下，由加速度计差分观测值可以确定卫星质心所在位置的地球外部引力梯度[1]。

从上述基本配置可以发现，GOCE卫星与以往的卫星重力任务有着显著的不同。在CHAMP(challenging minisatellite payload)[4]和GRACE(gravity recovery and climate experiment)[5-6]任务中，不论是采用高低跟踪还是低低跟踪模式，卫星质心与加速度计质心应该是重合的，加速度计观测给出的是卫星所受非保守力的合力[7]。对于GOCE卫星，由于以梯度测量为主，因此工作模式决定它的加速度计质心不可能放置于卫星质心。但另一方面，GOCE卫星有高精度的高低跟踪数据，在解算高低重力场方面有着重要优势——轨道数据密集、质量高、拥有无阻尼控制等，因此对高低跟踪模型研究有很好的促进作用。

在官方发布的GOCE卫星高低跟踪数据处理方法中，采用的是所谓普通加速度计模式获得卫星的非保守力，如后文分析，此种模式不利于研究卫星单个加速度计的特征。本文试图结合加速度计数据研究GOCE卫星的非保守力环境，并讨论其对数据处理的影响。此外，引力梯度测量涉及卫星定姿和各种检校问题，导致梯度数据含有色噪声，因此引力梯度数据的预处理是整个GOCE任务数据分析中非常关键的部分。……