星载GPS平均加速度反演提升地球重力场模型精度

本文主要探讨了一种新颖的地球重力场反演方法，即利用星载GPS（Global Positioning System）的相位数据中的卫星平均加速度进行反演。传统的重力场反演通常需要精确的卫星几何轨道信息，而这新方法消除了对模糊度参数的需求，并能有效地减少相邻历元间的系统误差。这种方法的优势在于简化了解算过程，提高了数据处理的效率。 作者赵齐乐、郭靖和柳响林等人在研究中应用了CHAMP（Challenging Minisatellite Payload）和GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）卫星的数据。CHAMP和GRACE是新一代卫星重力计划的重要成员，它们的重力场模型在长波长精度和可靠性上都有显著提升。CHAMP卫星的33个月数据比过去多个卫星20年的数据提供了更优的重力场模型，特别是在长波段的精度上有所增强。而GRACE卫星通过KBR数据得到的重力场模型在短波长如400公里处的精度有了显著提升，大地水准面的精度达到厘米级，重力异常的精度也有了0.4毫伽尔的改进。 尽管CHAMP卫星的GPS数据在某些方面的精度略逊于GRACE，但随着卫星轨道高度的降低，GPS数据中重力场信息的丰富度和质量将逐步增加。这为基于CHAMP数据的重力场反演提供了新的可能性。通过对比实验，作者发现利用星载GPS历元差分计算的平均加速度反演方法，相较于传统基于几何轨道的方法，能够使重力场模型的质量提升大约20%左右，这无疑为地球重力场的精确测量和理解带来了实质性的进步。 这项研究对地球重力场反演技术的优化具有重要意义，不仅提升了重力场模型的精度，还为未来利用星载GPS数据进行地球物理研究提供了新的途径。这对于地球科学、气候变化监测以及地质勘探等领域具有广泛的应用价值。