作业二卫星重力测量小论文.docxVIP

浅谈卫星重力测量的发展与应用摘要：卫星重力测量在恢复地球重力场方面具有全球高覆盖率、高空间分辨率、高精度和高时间重复率等优点, 为大地测量和地球物理学科的发展开辟了新的途径。本文简要回顾了卫星重力测量的发展历程, 简要介绍了四种卫星重力探测技术,详细介绍了SST技术， 最后对卫星重力测量在地球科学中的的应用情况进行了简要总结。关键词：卫星重力测量地球重力场 SST研究背景上世纪80年代以来，随着GPS技术的日趋完善，地学科学领域尤其是大地测量学与地球物理学领域进行了一次科技革命；在本世纪初伴随着重力卫星的发射成功，地学领域开始了第二次科技革命。传统的重力测量手段主要有地表观测、航空测量等。由于地面重力测量受地形和气候影响较大、耗时多、劳动强度大、作业成本高,使重力测量的地面覆盖率和分辨率受到极大的限制。航空重力测量虽然能够克服地形条件的限制， 但却只能用于局部地区或区域性的测量，且仍受到气候条件的影响。然而卫星重力测量不受地形等自然条件的影响，为解决全球高覆盖率、高精度、高空间分辨率和高时间重复率重力测量开辟了新的有效途径，不但弥补了传统重力测量方法的不足,而且可以使地球重力场和大地水准面的测定精度提高一个数量级以上，并可测定高精度的时变重力场，很快成为了大地测量和地球物理学中新的研究热点和前沿。卫星测量的原理以及发展1.原理卫星重力测量就是以卫星为载体，利用卫星本身为重力传感器或卫星所携带的重力传感器(加速度仪、精密测距系统和重力梯度仪等)，观测由地球重力场引起的卫星轨道摄动，以这些数据资料来反演和恢复地球重力场的方法和技术。广义的卫星重力测量泛指所有基于卫星观测资料确定地球重力场的技术， 它包括了从20 世纪60 年代发展起来的地面光电卫星跟踪技术、Doppler 地面跟踪技术、人造卫星激光测距技术和卫星测高技术以及近年才有所突破的卫星跟踪卫星技术(下称卫卫跟踪或SST) 和卫星重力梯度技术。2.发展自1957年第一颗人造地球卫星Sputnik发射成功，人们开始把目光投向用卫星资料计算地球重力场到最近用于精化地球重力场的极地低轨卫星的成功发射，卫星重力探测技术主要经历了光学摄影阶段，卫星测高阶段与卫星重力测量阶段。关于这三个阶段的详细内容可以查阅相关资料，在此不再累述。需要指明的是卫星测高理论目前应用的依然十分广泛，它为海洋大地水准面的确立提供了可靠的手段。卫星重力测量技术卫星重力探测技术以前所未有的精度和分辨率使确定地球重力场的精细结构及其时变成为可能, 极大地促进了大地测量学及地学相关学科的发展。归纳起来, 卫星重力探测技术主要有以下4种: 卫星地面跟踪技术(地面跟踪观测卫星轨道摄动) 、卫星对地观测技术(主要是海洋卫星测高技术) 、卫星跟踪卫星(SST) 和卫星重力梯度(SGG) 测量技术。卫星地面跟踪技术与卫星对地观测技术卫星地面跟踪技术和卫星对地观测技术是20世纪主要的卫星重力观测技术。卫星地面跟踪技术是采用摄影观测、多普勒观测或激光观测等技术手段测定地球重力异常场(消除日月引力、地球潮汐、大气和太阳光压等因素)对卫星轨道的摄动，以此反演出地球重力场。卫星对地观测当前主要是海洋卫星测高技术。海洋卫星测高技术是利用星载雷达测高仪向海面发射脉冲信号，经海面反射后由卫星接收，根据卫星的轨道位置并考虑到海潮、海流、海风、海水盐度及大气压等因素的影响，推求海洋大地水准面高。卫星测高资料相当于在海洋上进行了大量的重力测量，为海洋区域地球重力场研究提供了前所未有的高分辨率观测资料，是研究全球重力场的重要补充，使全球重力场模型得到极大改善。但是卫星测高所测的是大地水准面与海洋表面起伏的混合高层，要想将二者剥离开来十分不易，基于此NASA率先提出了卫星跟踪卫星技术。2.卫星跟踪卫星与卫星重力梯度测量卫星跟踪卫星(SST)，有高低卫卫跟踪(hl- SST)和低低卫卫跟踪(ll- SST) 两种模式。高低卫卫跟踪(hl- SST) 技术是由若干高轨同步卫星跟踪观测低轨卫星(高度500km左右) 的轨道摄动，确定地球扰动重力场。高轨卫星主要受地球重力场的长波部分影响，而且受大气阻力影响极小，轨道稳定性高，因而可以由地面卫星跟踪站对它进行精密定轨。低轨卫星由于在极低的轨道上运行，对地球重力场的摄动有较高的敏感性，其轨道摄动则由高轨卫星连续跟踪并以很高精度测定出来，同时低轨卫星上载有卫星加速计，补偿低轨卫星的非保守力摄动(主要是大气阻力)，其跟踪精度达到毫米级，恢复低阶重力场精度可以提高一个数量级以上，对应的低阶大地水准面精度达到毫米级。低低卫卫跟踪(ll - SST) 是通过测定在同一低轨道上的两颗卫星之间的距离和距离变率反映两卫星星下点之间的地球重力场的变化。如果低轨卫星能以微米级的测距测速精度相互跟踪，同时还与GPS卫星构成空间跟踪网