量的转换。
[0040]2 )1B级数据预处理
[0041]由于IA级数据尚未进行误差改正、观测值组合、缺口插值、粗差剔除等操作，不能直接用于重力场反演。因此，需要完成IA级数据到IB级数据的处理，而IB级数据预处理模块就是用于实现该功能的。
[0042]IA级到IB级数据的处理方案与载荷相关性很强，不同载荷需要不同误差改正方案，例如ACC数据预处理方案、GNSS数据预处理方案、KBR数据预处理方案和SCA数据预处理方案。
[0043]ACC数据预处理方案:首先对加速度计观测进行偏值和标度因素改正(完成偏值和标度因素的标定)，进一步实施温度改正、点火改正等误差修正，然后进行粗差剔除、数据平滑、内插等操作，最后分析处理后的数据，评估其质量，确认预处理方案可靠性。
[0044]GNSS数据预处理方案:包括粗差剔除、接收机钟差的初步确定、周跳的识别和标记。
[0045]KBR数据预处理方案:首先利用单程双向观测数据组合成星间距离和星间速度数据，然后采用双频组合方法进行电离层改正，进一步实施偏心改正、天线相位中心改正、温度改正等误差修正，再进行粗差剔除、数据平滑，生成星间测距数据，最后分析处理后的星间测距数据，评估其质量，确认预处理方案可靠性。
[0046]SCA数据预处理方案:姿态数据预处理是将两个恒星相机数据融合处理，转化生成四元素表示的卫星姿态数据，并进行剔除粗差、平滑，最后输出平滑的卫星姿态数据。
[0047]3) IC级数据预处理
[0048]该模块主要完成偏差修正、采样、数据内插、坐标系统转换及时间系统转换等功能，同样IB级数据到IC级数据的处理方案与载荷相关性很强，不同的载荷需要不同的数据处理方案，例如ACC数据预处理方案、GNV数据预处理方案、KBR数据预处理方案和SCA数据预处理方案。
[0049]a.SCA数据预处理方案:主要通过数据内插、周跳探测等操作将IB级SCA数据转换为IC级SCA数据，并作为IC级ACC数据预处理模块的有效输入。
[0050]b.ACC数据预处理方案:主要通过数据内插、采样、坐标转换等操作将IB级ACC数据转换为IC级ACC数据，并作为定标和重力场反演的有效输入。
[0051 ] c.GNV数据预处理方案:主要通过坐标转换、时间转换等操作将IB级GNV数据转换为IC级GNV数据，并作为定标和重力场反演的有效输入。
[0052]d.KBR数据预处理方案:主要通过偏差修正、数据内插、时间系统转换等操作将IB级KBR数据转换为IC级KBR数据，并作为重力场反演的有效输入。
[0053]数据处理子系统主要功能是:卫星定轨、加速度计校准和解算地球重力场。处理子系统由三个模块组成:精密定轨模块、载荷定标模块和重力场反演模块，且每个模块都提供了多种不同的解算方法。
[0054]I)精密定轨模块
[0055]用卫星重力技术恢复高精度的地球重力场依赖于高精度的卫星轨道数据，因此，卫星精密定轨对恢复地球重力场起关键作用。在本系统中提供了两种方式的精密定轨:几何法和约化动力法。几何法利用星载GPS接收机所接收的伪距和相位观测数据进行定位计算，得到接收机天线相位中心的位置(即相应卫星的位置)，然后通过数据内插得到连续的轨道;约化动力法充分利用卫星的几何和动力学信息，通过估计载体加速度随机过程噪声，对动力学信息相对于几何信息作加权处理，利用过程参数来吸收卫星动力学模型误差。
[0056]2)载荷定标模块
[0057]在卫星运行过程中，仪器设备的电气物理特性决定了仪器设备不能长期保持完全正常运行。因此，加速度计数据中会隐含一个系统的尺度因子和偏差，若将此数据用于地球重力场确定，必须先对其进行校准。该模块提供了能量法和加速度法两种校准实现方法。
[0058]3)重力场反演模块
[0059]地球重力场反映了由地球各圈层相互作用和动力学过程决定的物质空间分布、运动和变化，承载了地球系统演化进程中一切与重力场作用机制有关的信息，利用卫星观测数据可解算出地球重力场参数。重力场反演有多种方法:动力积分法、短弧值法、能量法和加速度法，目前系统仅提供了动力积分法，但同时为其他方法的实现预留了接口。
[0060]三级产品生产模块主要功能是:利用重力场反演模块解算所得的地球重力场模型计算重力异常、大地水准面高和垂线偏差三种数据产品，为后续演示分系统提供有效输入。
[0061]演示分系统为重力卫星仿真数据及重力卫星产品数据提供了可视化平台，实现了对重力卫星各载荷仿真数据的可视化监控。同时，通过建立地球可视化模型，然后将重力卫星产品数据(包括重力卫星模拟轨迹、星下点轨迹、大地水准面高、垂线偏差和重力异常等)进行处理，生成可展示文件，参见图3、图4，并叠加到二维或三维地球上进行可视化展示。
【主权项】
1.一种低低跟踪重力测量卫星地面处理系统，其特征在于，包括: 平台分系统，用于对原始仿真数据进行接收和拆包，并对数据和任务进行管理分配，包括数据接收子系统、数据管理子系统、任务管理子系统和产品分发子系统； 业务分系统，用于对仿真数据进行各级处理，包括数据预处理子系统、数据处理子系统和三级产品生产子系统； 演示分系统，用于对仿真数据进行可视化监控，对数据产品进行可视化展示。2.根据权利要求1所述的一种低低跟踪重力测量卫星地面处理系统，其特征在于，所述业务分系统内: 数据预处理子系统，用于对数据接收子系统输出的数据进行预处理，生成1A、1B、1C级数据，并将处理后的数据输入至数据处理子系统； 数据处理子系统包括精密定轨模块、载荷定标模块和重力场反演模块，通过精密定轨模块对数据预处理子系统产生的IB级数据进行精密定轨;通过定标模块对IC级数据进行标定;通过重力场反演模块对IC级数据进行重力场反演，生成重力场模型； 三级产品生产子系统，用于对数据处理子系统生成的重力场模型数据进行处理，得到重力场数据三级产品，并为演示分系统提供数据输入。3.根据权利要求2所述的一种低低跟踪重力测量卫星地面处理系统，其特征在于，所述重力场数据三级产品包括重力异常、大地水准面高和垂线偏差三种数据产品。4.根据权利要求2所述的一种低低跟踪重力测量卫星地面处理系统，其特征在于，所述数据预处理子系统包括: IA级数据预处理模块，用于处理O级数据，首先建立O级数据输出量与数据处理需要的观测量之间的转换解析关系，然后精确标定解析关系式中涉及的转换参数，最后实施各类观测量的转换； IB级数据预处理模块，用于对IA级数据进行误差改正、观测值组合、缺口插值、粗差剔除等操作； IC级数据预处理模块，用于对IB级数据进行偏差修正、采样、数据内插、坐标系统转换及时间系统转换等操作。5.根据权利要求2所述的一种低低跟踪重力测量卫星地面处理系统，其特征在于: 所述数据接收子系统，用于接收原始仿真数据，生成O级数据； 所述数据管理子系统，用于实现数据接收子系统所接收数据、GRACE IB级数据和各级数据产品的归档管理； 所述任务管理子系统，用于对业务分系统各数据处理模块的调度、订单编制、订单监控； 所述产品分发子系统，用于对重力卫星数据产品的分发功能，为演示分系统进行卫星仿真数据演示和重力产品的演示提供数据支持，同时为用户提供数据查询、数据下载、数据订购、订单管理等服务。
【专利摘要】本发明属于卫星重力测量技术领域，具体涉及一种低低跟踪重力测量卫星地面处理系统，包括：平台分系统，用于对原始仿真数据进行接收和拆包，并对数据和任务进行管理分配，具体包括数据接收子系统、数据管理子系统、任务管理子系统和产品分发子系统；业务分系统，用于对仿真数据进行各级处理，具体包括数据预处理子系统、数据处理子系统和三级产品生产子系统；演示分系统，用于对仿真数据进行可视化监控，对数据产品进行可视化展示。本系统能对原始仿真数据进行接收和拆包处理，并实现对各级数据产品的归档存储，及对各级数据产品的分发服务，及对各级数据处理模块的作业调度功能。提供了三级产品生产功能，实现对重力场产品的二维三维展示功能。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105608259
【申请号】CN201510953096
【发明人】肖云, 孙中苗, 胡煜, 李瑞锋
【申请人】西安测绘研究所, 西安航天天绘数据技术有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月17日