GOCE卫星轨道反演提升地球重力场模型精度

本文主要探讨了利用欧洲空间局（ESA）的全球海洋观测和测高卫星（GOCE）的数据反演地球重力场模型的先进技术。标题《利用GOCE卫星轨道反演地球重力场模型 (2012年)》揭示了研究的核心内容，即通过积分方程法这一高级数学模型，分析了GOCE卫星在2009年11月至2010年1月期间61天的精密轨道数据，以获取地球重力场的精细信息。 积分方程法作为一种有效的地球重力场反演方法，它能够克服传统动力学积分法、加速度法、能量守恒法和天体力学法的局限性，特别适用于高精度的地球重力场建模。GOCE卫星的轨道因其设计，对中短波重力场信息的提取表现出优势，但长波信息则依赖于轨道数据。文章指出，通过利用GOCE的精确轨道数据，研究者成功反演出了几组地球重力场模型，结果显示这些模型在106阶次的大地水准面误差控制在±9.6cm，这相较于EIGEN CHAMP03S和GRACE卫星两个月反演的精度更为优秀。 然而，值得注意的是，由于GOCE卫星的两极区域数据缺失，导致反演出的带谐位系数精度相对较低。为了提高精度，研究者还尝试了联合使用GOCE和GRACE卫星轨道进行反演，这种方法显著提升了106阶次大地水准面的误差，达到了±6.9cm，从而弥补了GOCE卫星轨道在某些方面的不足。 文章的关键步骤包括对GOCE卫星的精密轨道数据进行预处理，优先选择几何轨道数据，因为虽然它包含了粗差，但通过与约化动力学轨道对比可以检测并剔除这些误差。最后，通过积分方程法的运用，不仅验证了GOCE卫星轨道数据的有效性，也展示了其在地球重力场研究中的实际应用价值。 总结来说，这篇论文展示了利用GOCE卫星的轨道数据进行高精度地球重力场反演的重要性，以及积分方程法在处理这类复杂问题时的优势。同时，它还提出了联合不同卫星轨道反演的策略，以优化地球重力场模型的精度和完整性。这项工作对于地球物理学、空间技术以及地球系统科学研究具有重要意义。