专利名称：基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法
技术领域：
本发明属于航天动力学技术领域，具体涉及一种基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法。
背景技术：
地球表面与近地空间的万物无不受地球重力场的作用，地球重力场反映了地球物质的空间分布、运动和变化，制约着地球上及其邻近空间所发生的一切物理事件。重 力场测量具有多种用途，例如①反演地球内部的结构状态及其动力学特征，包括固体地球潮汐、内部热流、固体和液体之间的质量交换、表面负荷和地震构造运动等；②为现代地球科学解决人类面临的资源、环境和灾害等紧迫课题及有关大型工程提供重要的基础地理空间信息；③修正导弹、卫星和近地飞行器的轨道，为远程武器系统的精确制导提供必要的支持。
21世纪，人类迎来了一个崭新的空间信息时代。全球定位系统(GPS/GL0NASS)的成功应用引起了大地测量学、地球物理学、地球动力学、地质学、地震学、大气学以及导航制导等相关学科和技术领域的重大变革。因此，这些相关学科和技术领域的发展，迫切需要一种高分辨率和高精度的卫星重力场的支持。所以，如何进行高精度的卫星重力场测量具有重要现实意义。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，利用谱分析方法建立了重力卫星系统参数和重力场测量性能之间的解析关系，能够指导重力卫星系统的方案论证和重力卫星系统参数快速优化设计，从而实现高精度的卫星重力场测量。本发明采用的技术方案如下本发明提供一种基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，包括以下步骤SI，建立卫星重力场测量性能指标与重力卫星系统参数之间的定量解析关系式；S2，根据所述定量解析关系式分析卫星重力场测量性能。优选的，所述卫星重力场测量性能指标包括重力场反演的最高阶数Nmax、η阶对应的大地水准面阶误差Λη、η阶对应的大地水准面累积误差Λ、第η阶反演重力场模型对应的重力异常误差Λ 8 和η阶对应的重力异常累积误差Ag中的一种或几种；所述重力卫星系统参数包括重力卫星轨道高度h、重力卫星定轨速度误差△ V、重力卫星定轨位置误差Ar、残余干扰力δ F、轨道数据采样间隔At和重力场测量任务周期Τ。优选的，SI具体为建立的关于重力场反演的最高阶数Nmax定量解析关系式为
权利要求
1.一种基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，其特征在于，包括以下步骤 SI，建立卫星重力场测量性能指标与重力卫星系统参数之间的定量解析关系式； S2，根据所述定量解析关系式分析卫星重力场测量性能。
2.根据权利要求I所述的基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，其特征在于，所述卫星重力场测量性能指标包括重力场反演的最高阶数N_、n阶对应的大地水准面阶误差A n、N阶对应的大地水准面累积误差A、第n阶反演重力场模型对应的重力异常误差Ag1^P N阶对应的重力异常累积误差Ag中的一种或几种；所述重力卫星系统参数包括重力卫星轨道高度h、重力卫星定轨速度误差A V、重力卫星定轨位置误差Ar、残余干扰力S F、轨道数据采样间隔At和重力场测量任务周期T。
3.根据权利要求2所述的基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，其特征在于，SI具体为 建立的关于重力场反演的最高阶数Nmax定量解析关系式为
4.根据权利要求3所述的基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，其特征在于，对于G(h，5F, Ar, Δν, At，T)函数，令Λν和Ar对G函数的影响与δ F对G函数的影响相等，即 G(h, δ F,0,0, Δ t, Τ) = G(h,0, Ar, Δν, Δ t, Τ) 解得与Ar、Λ V相匹配的残余干扰力(δ F) & Λν为
5.根据权利要求3所述的基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，其特征在于，还包括对位系数阶误差方差δ ση2进行修正，得到系数修正后的位系数阶误差方差枚2;
6.根据权利要求5所述的基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，其特征在于，K1 = I. 9104Χ 10_3, K2 = 2. 8，k3 = 826. 6256，K4 = 1256. 6471。
7.根据权利要求5所述的基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，其特征在于，在对位系数阶误差方差δ ση2进行修正后，还包括对与Ar、Λ V相匹配的残余干扰カ(SF)a“v进行修正，得到系数修正后的与Ar、Λ V相匹配的残余干扰力^^ ^
全文摘要
本发明提供一种基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，包括以下步骤S1，建立卫星重力场测量性能指标与重力卫星系统参数之间的定量解析关系式；S2，根据所述定量解析关系式分析卫星重力场测量性能。本发明提供一种基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，利用谱分析方法建立了重力卫星系统参数和重力场测量性能之间的解析关系，并且通过数值模拟结果进行了校正，能够指导重力卫星系统的方案论证和重力卫星系统参数快速优化设计，从而实现高精度的卫星重力场测量。
文档编号G01V7/00GK102854540SQ20121034488
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者刘红卫, 张育林, 王兆魁, 范丽, 杨雪榕, 谷振丰 申请人:清华大学