“星載加速度計(jì)數(shù)據(jù)標(biāo)校方法”獲發(fā)明

近日，由中科院測(cè)量與地球物理研究所鄭偉副研究員和許厚澤院士等共同發(fā)明的“基于雙星相鄰能量差分原理的星載加速度計(jì)數(shù)據(jù)標(biāo)校方法”獲國(guó)家發(fā)明*，201110130445.8。

　　21世紀(jì)是人類(lèi)利用衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星（SST）和衛(wèi)星重力梯度（SGG）技術(shù)提升對(duì)“數(shù)字地球”認(rèn)知能力的新紀(jì)元。重力衛(wèi)星CHAMP、GRACE和 GOCE的相繼成功發(fā)射昭示著人類(lèi)將迎來(lái)一個(gè)的高精度衛(wèi)星重力探測(cè)技術(shù)時(shí)代。無(wú)論是由衛(wèi)星軌道攝動(dòng)技術(shù)反演地球重力場(chǎng)，還是基于地球重力場(chǎng)反演技術(shù)精化衛(wèi)星軌道，非保守?cái)z動(dòng)力（如大氣阻力、太陽(yáng)光壓、地球輻射壓、軌道高度和姿態(tài)控制力等）從衛(wèi)星合外力中的扣除歷來(lái)是大地測(cè)量學(xué)、地球物理學(xué)、空間科學(xué)等交叉研究領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)。過(guò)去，通過(guò)建立非保守?cái)z動(dòng)加速度模型，測(cè)量分辨率僅為10-7 m/s2，但隨著本世紀(jì)相關(guān)學(xué)科的快速發(fā)展以及對(duì)反演高精度和高空間分辨率地球重力場(chǎng)的迫切要求，低精度的非保守?cái)z動(dòng)加速度模型已無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段科學(xué)應(yīng)用、工業(yè)技術(shù)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域的需求;當(dāng)前，新一代重力衛(wèi)星攜帶的高精度星載加速度計(jì)可扣除作用于衛(wèi)星的非保守?cái)z動(dòng)加速度的影響。

　　星載加速度計(jì)非保守力數(shù)據(jù)僅在特定頻帶寬度內(nèi)測(cè)量精度較高，而測(cè)量頻帶寬度外系統(tǒng)誤差較大。由于衛(wèi)星觀測(cè)方程中的耗散能差分表現(xiàn)為積分形式，因此導(dǎo)致了觀測(cè)方程存在能量差漂移。雖然可使用統(tǒng)一的尺度因子標(biāo)校參數(shù)和以簡(jiǎn)化儒略日為變量的偏差因子計(jì)算公式，但由于加速度計(jì)的尺度、偏差等系統(tǒng)誤差是隨時(shí)間變化的，因此統(tǒng)一標(biāo)校參數(shù)僅是總體非保守力數(shù)據(jù)標(biāo)校的平均值，不能正確反映每天加速度計(jì)系統(tǒng)偏差的實(shí)際變化。由于地球重力場(chǎng)反演精度敏感于加速度計(jì)的系統(tǒng)誤差，因此反演高精度和高空間分辨率地球重力場(chǎng)的關(guān)鍵是解決星載加速度計(jì)非保守力數(shù)據(jù)帶來(lái)的系統(tǒng)誤差問(wèn)題。

　　該發(fā)明涉及衛(wèi)星大地測(cè)量學(xué)、地球物理學(xué)、空間科學(xué)等交叉技術(shù)領(lǐng)域的一種基于新型雙星相鄰能量差分原理的星載加速度計(jì)非保守力數(shù)據(jù)標(biāo)校的方法，在建立無(wú)參考擾動(dòng)位的雙星擾動(dòng)位差觀測(cè)方程的基礎(chǔ)上，利用重力場(chǎng)模型的先驗(yàn)信息，并基于相鄰能量差分原理建立了新型相鄰能量差分觀測(cè)方程，擬合出標(biāo)校參數(shù)的尺度因子和偏差因子，實(shí)現(xiàn)對(duì)星載加速度計(jì)非保守力數(shù)據(jù)的標(biāo)校。

　　該方法標(biāo)校精度高，同時(shí)適用于單星和雙星加速度計(jì)數(shù)據(jù)的快速標(biāo)校，能有效提高地球重力場(chǎng)反演精度。