低軌重力衛星現狀及其重力場模型精度分析

劉鋒++王雪

摘 要：文章介紹了低軌重力衛星探測理論及技術的發展，目前已經發射的低軌衛星CHAMP、GRACE、GOCE的狀況，以及各重力衛星的搭載、主要探測應用目標。介紹了地球重力場模型的發展，并介紹了利用已有的低軌重力衛星數據反演的重力場模型，對部分低軌重力衛星所獲取的重力場模型的精度進行了分析。我們認為低軌重力技術還有很大的發展空間，低軌重力衛星重力場模型高階項的系數階方差是逐漸增大的，其精度有限，低階的位系數精度是比較可靠的。而在南北極地區，應用高階次的球諧系數是可行的。

關鍵詞：地球重力場 重力衛星 重力場模型

中圖分類號：P228 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0010-01

地球重力場是反映地球物質分布特性的物理場，約一個世紀之前，人類就已經開始了重力場測定的工作。但直到上世紀50年代，高精度的跟蹤衛星發射升空之后，利用衛星跟蹤數據獲取的重力場模型精度才逐漸得到提高，重力場模型的獲取也才更加有意義。21世紀以來，三種用來反演地球重力場的低軌重力衛星的發射，則把重力場推算及其應用推進了一個新的時代。

1 重力衛星探測技術及其進展

前蘇聯發射第一顆人造地球衛星以來，衛星重力學取得了飛速的發展。早期衛星重力探測技術，主要采用攝影、多普勒、激光等技術測定衛星在重力異常作用下的軌道攝動，以推算地球重力異常模型。1973年美國發射了測高衛星，利用衛星測高數據推算重力異常的技術登上了歷史的舞臺。……