專利名稱：基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天動(dòng)力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法。
背景技術(shù)：
地球表面與近地空間的萬物無不受地球重力場的作用，地球重力場反映了地球物質(zhì)的空間分布、運(yùn)動(dòng)和變化，制約著地球上及其鄰近空間所發(fā)生的一切物理事件。重 力場測量具有多種用途，例如①反演地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)狀態(tài)及其動(dòng)力學(xué)特征，包括固體地球潮汐、內(nèi)部熱流、固體和液體之間的質(zhì)量交換、表面負(fù)荷和地震構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等；②為現(xiàn)代地球科學(xué)解決人類面臨的資源、環(huán)境和災(zāi)害等緊迫課題及有關(guān)大型工程提供重要的基礎(chǔ)地理空間信息；③修正導(dǎo)彈、衛(wèi)星和近地飛行器的軌道，為遠(yuǎn)程武器系統(tǒng)的精確制導(dǎo)提供必要的支持。
21世紀(jì)，人類迎來了一個(gè)嶄新的空間信息時(shí)代。全球定位系統(tǒng)(GPS/GL0NASS)的成功應(yīng)用引起了大地測量學(xué)、地球物理學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)、大氣學(xué)以及導(dǎo)航制導(dǎo)等相關(guān)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域的重大變革。因此，這些相關(guān)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，迫切需要一種高分辨率和高精度的衛(wèi)星重力場的支持。所以，如何進(jìn)行高精度的衛(wèi)星重力場測量具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法，利用譜分析方法建立了重力衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)和重力場測量性能之間的解析關(guān)系，能夠指導(dǎo)重力衛(wèi)星系統(tǒng)的方案論證和重力衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)快速優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)高精度的衛(wèi)星重力場測量。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供一種基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法，包括以下步驟SI，建立衛(wèi)星重力場測量性能指標(biāo)與重力衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)之間的定量解析關(guān)系式；S2，根據(jù)所述定量解析關(guān)系式分析衛(wèi)星重力場測量性能。優(yōu)選的，所述衛(wèi)星重力場測量性能指標(biāo)包括重力場反演的最高階數(shù)Nmax、η階對(duì)應(yīng)的大地水準(zhǔn)面階誤差Λη、η階對(duì)應(yīng)的大地水準(zhǔn)面累積誤差Λ、第η階反演重力場模型對(duì)應(yīng)的重力異常誤差Λ 8 和η階對(duì)應(yīng)的重力異常累積誤差A(yù)g中的一種或幾種；所述重力衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)包括重力衛(wèi)星軌道高度h、重力衛(wèi)星定軌速度誤差△ V、重力衛(wèi)星定軌位置誤差A(yù)r、殘余干擾力δ F、軌道數(shù)據(jù)采樣間隔At和重力場測量任務(wù)周期Τ。優(yōu)選的，SI具體為建立的關(guān)于重力場反演的最高階數(shù)Nmax定量解析關(guān)系式為
權(quán)利要求
1.一種基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法，其特征在于，包括以下步驟 SI，建立衛(wèi)星重力場測量性能指標(biāo)與重力衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)之間的定量解析關(guān)系式； S2，根據(jù)所述定量解析關(guān)系式分析衛(wèi)星重力場測量性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法，其特征在于，所述衛(wèi)星重力場測量性能指標(biāo)包括重力場反演的最高階數(shù)N_、n階對(duì)應(yīng)的大地水準(zhǔn)面階誤差A(yù) n、N階對(duì)應(yīng)的大地水準(zhǔn)面累積誤差A(yù)、第n階反演重力場模型對(duì)應(yīng)的重力異常誤差A(yù)g1^P N階對(duì)應(yīng)的重力異常累積誤差A(yù)g中的一種或幾種；所述重力衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)包括重力衛(wèi)星軌道高度h、重力衛(wèi)星定軌速度誤差A(yù) V、重力衛(wèi)星定軌位置誤差A(yù)r、殘余干擾力S F、軌道數(shù)據(jù)采樣間隔At和重力場測量任務(wù)周期T。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法，其特征在于，SI具體為 建立的關(guān)于重力場反演的最高階數(shù)Nmax定量解析關(guān)系式為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法，其特征在于，對(duì)于G(h，5F, Ar, Δν, At，T)函數(shù)，令Λν和Ar對(duì)G函數(shù)的影響與δ F對(duì)G函數(shù)的影響相等，即 G(h, δ F,0,0, Δ t, Τ) = G(h,0, Ar, Δν, Δ t, Τ) 解得與Ar、Λ V相匹配的殘余干擾力(δ F) & Λν為
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法，其特征在于，還包括對(duì)位系數(shù)階誤差方差δ ση2進(jìn)行修正，得到系數(shù)修正后的位系數(shù)階誤差方差枚2;
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法，其特征在于，K1 = I. 9104Χ 10_3, K2 = 2. 8，k3 = 826. 6256，K4 = 1256. 6471。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法，其特征在于，在對(duì)位系數(shù)階誤差方差δ ση2進(jìn)行修正后，還包括對(duì)與Ar、Λ V相匹配的殘余干擾カ(SF)a“v進(jìn)行修正，得到系數(shù)修正后的與Ar、Λ V相匹配的殘余干擾力^^ ^
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法，包括以下步驟S1，建立衛(wèi)星重力場測量性能指標(biāo)與重力衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)之間的定量解析關(guān)系式；S2，根據(jù)所述定量解析關(guān)系式分析衛(wèi)星重力場測量性能。本發(fā)明提供一種基于軌道攝動(dòng)原理的衛(wèi)星重力場測量性能分析方法，利用譜分析方法建立了重力衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)和重力場測量性能之間的解析關(guān)系，并且通過數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了校正，能夠指導(dǎo)重力衛(wèi)星系統(tǒng)的方案論證和重力衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)快速優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)高精度的衛(wèi)星重力場測量。
文檔編號(hào)G01V7/00GK102854540SQ20121034488
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者劉紅衛(wèi), 張育林, 王兆魁, 范麗, 楊雪榕, 谷振豐 申請(qǐng)人:清華大學(xué)