第七章:卫星重力发展现状.ppt
- 文档编号:957260
- 上传时间:2022-10-14
- 格式:PPT
- 页数:96
- 大小:19.83MB
第七章:卫星重力发展现状.ppt
《第七章:卫星重力发展现状.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第七章:卫星重力发展现状.ppt(96页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
重力卫星的发展及应用,1.卫星发展现状,利用卫星技术进行动态地球重力场的研究经历了近30年的发展,目前已进入了实施阶段。
同时也标志着卫星重力学研究也随之进入了一个全新的阶段。
它们在地球科学中的应用将是广泛的,其影响将是深远的。
特别对于固体地球物理学、海洋学以及大地测量学等领域,重力卫星将会带来革命性的变化,其意义不亚于GPS。
1.卫星发展现状(续),已经发射的卫星:
CHAMP卫星(2000/07/15)GRACE卫星(2002/03/17)GOCE卫星(2009年3月17日发射),CHAMP卫星,CHAMP卫星简介,研究背景地球是一个由固态、流体和气态物质构成的复杂系统。
其中发生的相互作用是在相差悬殊的时标下进行的。
客观描述这种复杂系统必须有全球性的、长期的观测资料积累,而通过近地卫星观测是系统地获取全球性观测数据的有效途径。
在1994年之前,除了19791980年期间的MAGSAT磁场计划,几乎没有实施过专门针对地球磁场、重力场研究的空间飞行项目。
正是在这种情况下,1994年,德国的波茨坦地球科学研究中心(GFZGeoForschungsZentrumPotsdam)提出实施CHAMP(ChallengingMinisatellitePayload的简称,即富有挑战性的小型卫星有效载荷)卫星计划。
CHAMP卫星简介,CHAMP卫星结构示意图,CHAMP卫星简介,CHAMP卫星技术参数,CHAMP卫星简介,CHAMP卫星在轨示意图,CHAMP卫星简介,GlobalnetworkoftheInternationalLaserRangingService(ILRS)(yellow)CHAMPdownlinkstationcoverage(blue),CHAMP卫星轨道示意图,CHAMP卫星简介,CHAMP卫星工作原理图,GPSGroundStation,异常体,CHAMP卫星简介,用星载GPS接收机,连续不断地、精确地确定CHAMP卫星的位置,用轨道摄动的数据推算引力异常。
这种用高空卫星来追踪低空卫星以导出地球引力异常的方案称为SST-hl(satellite-to-satellitetrackinginthehigh-lowmode)。
用三轴加速度计来测量作用于卫星的非引力加速度,如空气阻力、地球反照和太阳辐射等,以获得仅仅由地球引力异常导致的轨道偏移。
用一组星光仪确定卫星相对于惯性参考系的姿态。
CHAMP卫星工作原理,CHAMP卫星简介,通过卫星轨道扰动分析得到中、长期地球重力场的静态和动态模型(至l=50,m=50;或者40001000km的空间解析度),该模型可以应用于地球物理学、大地测量学和海洋学。
全球电磁场分布图及其在地球物理学和日地物理学中的应用。
大气层和电离层探测及其在全球气候研究、天气预报、灾害研究和导航中的应用。
CHAMP卫星预期任务,CHAMP卫星简介,CHAMP卫星数据处理系统,CHAMP卫星简介,不同的预期任务产生了不同的数据处理系统:
1.OrbitandGravityFieldProcessingSystem(SDS-OG)轨道和重力场处理系统2.MagneticandElectricFieldProcessingSystems(SDS-ME)电磁场处理系统3.NeutralAtmosphereProfilingSystem(SDS-AP)大气层探测系统4.IonosphereProfilingSystem(SDS-IP)电离层探测系统,CHAMP卫星数据处理系统,CHAMP卫星简介,1.OrbitandGravityFieldProcessingSystem(SOS-OG):
level-1:
GPSCHAMPsatellite-to-satellitephaseandcodetrackingobservations;GPSgroundstationphaseandcodetrackingobservations,level-2:
preprocessedaccelerometerobservations,linearandangularaccelerationswithattitudeinformationandthrusterfiringtimeevents,level-3:
rapidscienceorbitsofCHAMPandtheGPSsatellitesintheConventionalTerrestrialSystem,andprocessedwithashorttimedelayafterdatadownload,level-4:
postprocessedpreciseorbitsofCHAMPandtheGPSsatellitesand,derivedfromthese,globalEarthgravityfieldmodels,representedbytheadjustedcoefficientsofasphericalharmonicexpansionofthegravitationalgeopotential:
periodsolutionsandprogressivelyaccumulatedsolution.,CHAMP卫星数据产品
(1),CHAMP卫星简介,2.MagneticandElectricFieldProcessingSystem(SOS-ME)level-2:
magneticfield;bothscalarandvectorfield;thelatteraswellinsensorsystemasinlocalcoordinates(North,East,Down),allat1Hzrate;preciseattitudederivedfromAdvancedStellarCompassfortheboominstrumentationata1Hzrate,level-4:
mainfieldmodels;sphericalharmonicexpansiontodegreeandorder13derivedfromspacecraftdataanditssecularvariationcoefficientsfromspaceandground-basedobservations;updatesofthemodelabouteverythreemonths.,CHAMP卫星数据产品
(2),CHAMP卫星简介,3-4.Atmosphere/IonosphereProfilingSystems(SOS-AP/IP)level-1:
GPS-CHAMPradiooccultationmeasurements,GPSgroundstationphaseandcodetrackingobservations,level-2:
listofoccultationeventsperday;characterizinginformationoftheoccultationatmosphericexcesspath;timetaggedatmosphericexcesspathoftheoccultation,linkannotatedwithSNRandorbitinformationofCHAMPandtheoccultingGPSsatelliteforeachoccultationevent,level-3:
Atmosphere:
verticalprofilesofatmosphericbendingangleandgeopotential,Abel-invertedprofilesofrefractivity,dryair-density,-pressureand-temperature,and,adoptingtemperaturefromglobalanalyses,specificandrelativehumidity,partialpressureandmixingratiosofwatervapourinthetroposphere,alongwithtotalatmosphericpressure,temperatureandgeopotential,Ionosphere:
linkrelatedTECdataandverticalprofilesofelectrondensity.,CHAMP卫星数据产品(3),CHAMP卫星简介,以上数据产品均可从GFZ数据中心免费下载:
http:
/isdc.gfz-potsdam.de/,CHAMP卫星数据下载,CHAMP卫星简介,*表示CHAMP和GRACE及卫星测高和地面数据联合解,CHAMP卫星重力场模型成果,CHAMP卫星简介,EIGEN-CHAMP03S解算的全球大地水准面,CHAMP卫星成果
(1),CHAMP卫星简介,EIGEN-CG01C解算的全球自由空气重力异常,CHAMP卫星成果
(2),CHAMP卫星简介,EIGEN-CHAMP03S解算的全球重力异常,CHAMP卫星成果(3),CHAMP卫星简介,GRACE卫星,GRACE卫星简介,GRACE重力卫星计划由美国国家宇航署(NASA)和德国空间飞行中心(DLR)联合开发,旨在获取地球重力场的中长波部分及全球重力场的时变特征,并可用于探测大气和电离层环境。
GRACE重力卫星计划的工程管理由美国喷气动力实验室(JPL)负责。
科学数据处理、分发与管理由美国喷气动力实验室(JPL)、德克萨斯大学空间研究中心(CSR)和德国地学研究中心(GFZ)共同承担.,GRACE卫星重力计划,GRACE卫星简介,GRACE卫星结构图
(1),GRACE卫星简介,GRACE卫星结构图
(2),GRACE卫星简介,GRACE卫星发射,GRACE卫星的发射,GRACE卫星简介,卫星进入轨道后飞行示意图,GRACE卫星简介,GRACE卫星技术参数,GRACE卫星简介,GRACE卫星工作原理图,GPSSatellites,GPSGroundStation,MassAnomaly,MicrowaveRangingMeasurement,GRACE卫星简介,以SST-hl模式测量轨道的摄动,由此也可换算出引力场。
改进的三轴加速度计。
用K-频带1840GHz测距系统连续不断地测定2颗卫星之间的距离,测量精度优于10m。
两星间的距离变化反映两星感受到的引力的变化,也就是说,2颗卫星之间距离的变化是地球引力场特征的一种直接的度量。
用一颗低空卫星追踪另一颗低空卫星以导出地球引力异常,这种方案称为SST-ll(Satellite-to-SatelliteTrackinginlow-lowmode)。
GRACE卫星工作原理,GRACE卫星简介,GRACE卫星数据处理流程
(1),GRACE卫星数据处理流程
(2),GRACE卫星简介,概况:
GRACE卫星的数据系统是一个分布式的系统,系统的发展、数据的处理和归档由喷气动力实验室(JPL),德克萨斯州大学空间研究中心(UTCSR)和波茨坦地学中心(GFZ)完成。
该数据系统的设计任务就是利用每月的数据并基于某已知的模型来解算地球重力场,并按照GRACE科学数据系统发展计划来完成。
GRACE卫星计划的数据总流程如上图,绿色阴影部分表示科学数据系统数据。
GRACE
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第七 卫星 重力 发展 现状
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)