利用GOCE卫星SST和SGG数据恢复地球重力场模型

介绍利用GOCE卫星几何轨道平差法评定地球重力场模型精度和恢复SST重力场的基本原理和数学模型,给出了利用GOCE卫星SGG数据及联合SST和SGG数据进行重力场恢复的计算方法。利用2009年11月至2010年6月共8个月的GOCE卫星几何法轨道和共模加速度计数据、姿态数据和重力梯度数据,进行了GOCE卫星SST、SGG以及SST+SGG的重力场恢复试验。并对EGM2008、EIGEN-5C、ITG-GRACE2010S和GOCO01S 4个具有代表性的重力场模型精度进行了评定。结果表明:GOCE卫星轨道对120阶次以上的重力场信号同样敏感,150阶次的ITG-GRACE2010S和GOCO01S模型可获得优于±1.8 cm的轨道拟合精度。而180阶次的GOCO01S轨道拟合精度最好,约±1.65 cm。其次是180阶次的ITG-GRACE2010S,在±1.74 cm,它们的结果明显优于同阶次的EGM2008和EIGEN-5C的结果。利用2个月的GOCE几何轨道,采用轨道平差法获得的重力场模型精度与CHAMP03S精度相当。而采用8个月数据获得的重力场模型精度明显优于CHAMP卫星3年数据获得的重力场模型。仅利用SGG数据(XX+YY+ZZ)恢复出的重力场模型在约90阶次前精度较差,明显低于含SST或GRACE数据的重力场模型精度,如EGM2008、EIGEN-5C、GO_CONS和GOCO01S等。联合SST和SGG数据恢复出的重力场模型在中低阶位系数有显著改善,120阶次以前都优于仅用SGG恢复出的重力场模型,120阶次后明显优于GO_CONS模型,150-220阶次优于GOCO01S模型。