我国将来卫星重力梯度计划CHINA-GOCE的反演理论和关键技术研究

This project plans to carry out the researches on the recovery theory and key technology of the satellite gravity gradiometry system CHINA-GOCE using the new time-spline-interpolation approach by following closely the latest hotspot of the international satellite gravity gradiometry measurement, aiming to solve the frontier scientific issues in the interdisciplinary fields of geodesy etc., and intending to meet the urgent requirements for the science and national defence.. Firstly, the new observation equation of the time-spline-interpolation satellite gravity gradiometry recovery will be developed by an optimal combination between the precision of the time-wise method and the rapidity of the spline interpolation method.. Secondly, the Earth gravity field model WHIGG-GOCE01S will be produced by the GOCE-Level-1B real date based on the time-spline-interpolation approach, and the correctness of the time-spline-interpolation approach will be verified by the comparison between the WHIGG-GOCE01S model in this project and the GOCE-only model released by the European Space Agency (ESA).. Finally, the preferred matching accuracy of key payloads (e.g., gravity gradient, orbital position, non-conservative force, three-dimentional attitude, etc.) and the optimum orbital parameters (e.g., orbital altitude, orbital inclination, etc.) from the future CHINA-GOCE satellite system will be obtained by the time-spline-interpolation approach for further meeting requirements for the scientific researches and national defence, and the next-generation high-degree global gravity field model with high spatial resolution will be precisely established using the optimal instrument errors and orbital parameters.

本项目紧跟国际卫星重力梯度测量的最新热点，以解决本世纪大地测量等交叉领域的前沿性科学问题为目标，以满足我国迫切提出的科学和国防需求为导向，基于新型时域样条插值法开展CHINA-GOCE卫星重力梯度系统的反演理论和关键技术研究。第一，通过有效结合时域法的精确性和样条插值法的快速性优点，建立新型时域样条插值卫星重力梯度反演法；第二，利用GOCE-Level-1B实测数据精确建立地球重力场模型WHIGG-GOCE01S，并通过与欧空局公布的GOCE-only重力模型对比进而检验时域样条插值法的可靠性；第三，基于时域样条插值法，提出可进一步满足科学研究和国防需求的我国将来CHINA-GOCE卫星关键载荷精度指标的匹配关系（重力梯度、轨道位置、非保守力、三维姿态等）和轨道参数的优化设计（轨道高度、轨道倾角等），并利用优化论证的载荷指标和轨道参数建立下一代高精度、高空间分辨率和高阶次的地球重力场模型。

本项目紧跟国际卫星重力梯度测量的最新热点，以解决本世纪大地测量等交叉领域的前沿性科学问题为目标，以满足我国迫切提出的科学和国防需求为导向，基于新型时域样条插值法开展CHINA-GOCE卫星重力梯度系统的反演理论和关键技术研究。第一，通过有效结合时域法的精确性和样条插值法的快速性优点，建立了新型时域样条插值卫星重力梯度反演法；第二，利用GOCE-Level-1B实测数据精确建立地球重力场模型WHIGG-GOCE01S，并通过与欧空局公布的GOCE-only重力模型对比进而检验了时域样条插值法的可靠性；第三，基于时域样条插值法，提出了可进一步满足科学研究和国防需求的我国将来CHINA-GOCE卫星关键载荷精度指标的匹配关系（重力梯度、轨道位置、非保守力、三维姿态等）和轨道参数的优化设计（轨道高度、轨道倾角等），并利用优化论证的载荷指标和轨道参数建立了下一代高精度、高空间分辨率和高阶次的地球重力场模型。.主要研究成果：以第一/通讯作者在国际权威期刊Remote Sensing（IF=4.118）、IEEE Access（IF=4.098）、Sensors（IF=3.031）、Hydrogeology Journal（IF=2.401）、Advances in Space Research（IF=1.746）、Astrophysics and Space Science（IF=1.681）等发表论文20篇（SCI收录13篇）；以独立/第一作者在《科学出版社》和《国防工业出版社》出版专著2部（获国家科学技术学术著作出版基金、国防科技图书出版基金和"十三五"国家重点图书出版规划项目资助）；以第一发明人授权专利1项和受理13项；以排名第一获中国测绘科技进步一等奖、中国测绘科技进步二等奖、中国青年测绘地理信息科技创新人才奖（全国30名/年）、十佳中国电子学会优秀科技工作者奖（全国10名/年）、中国地球物理科学技术创新奖（全国2名/年）、领跑者5000－中国精品科技期刊顶尖论文奖、中国惯性技术创新优秀论文奖（全国2篇/年）等10余项；研究成果获测绘、航天、地震、国防等7个部门应用。