“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”獲國家發(fā)明*，201110130445.8。

　　21世紀(jì)是人類利用衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星（SST）和衛(wèi)星重力梯度（SGG）技術(shù)提升對“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)射昭示著人類將迎來一個的高精度衛(wèi)星重力探測技術(shù)時代。無論是由衛(wèi)星軌道攝動技術(shù)反演地球重力場，還是基于地球重力場反演技術(shù)精化衛(wèi)星軌道，非保守?cái)z動力（如大氣阻力、太陽光壓、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是大地測量學(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)問題和關(guān)鍵技術(shù)。過去，通過建立非保守?cái)z動加速度模型，測量分辨率僅為10-7 m/s2，但隨著本世紀(jì)相關(guān)學(xué)科的快速發(fā)展以及對反演高精度和高空間分辨率地球重力場的迫切要求，低精度的非保守?cái)z動加速度模型已無法滿足現(xiàn)階段科學(xué)應(yīng)用、工業(yè)技術(shù)、國民經(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)測量精度較高，而測量頻帶寬度外系統(tǒng)誤差較大。由于衛(wèi)星觀測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的關(guān)鍵是解決星載加速度計(jì)非保守力數(shù)據(jù)帶來的系統(tǒng)誤差問題。

　　該發(fā)明涉及衛(wèi)星大地測量學(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，在建立無參考擾動位的雙星擾動位差觀測方程的基礎(chǔ)上，利用重力場模型的先驗(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反演精度。