基于GRACE星载加速度计数据的热层密度反演

摘要

本文主要研究了利用GRACE星载加速度计数据反演热层密度.首先联合采用GRACE卫星2007-2009年星载加速度计数据和星载GPS数据进行动力学定轨并同时估计加速度计校正参数,依此对加速度计数据进行了校正.根据Sentman稀薄空气动力学方程计算卫星空气动力系数,对校正后的加速度计数据进行处理,反演得到了该时期沿轨热层大气密度.为分析反演密度的精度,将本文反演得到的GRACE-A卫星沿轨密度与Doornbos的解算结果,以及经验密度模型NRLMSISE00,HASDM模型进行比较分析.统计结果表明,本文反演结果比Doornbos系统性偏大约5％～8％,二者间的标准差(STD,standard deviation)在10％以内,具有较好的符合性.其差异主要是由于采用了不同的加速度标校以及空气动力系数计算策略.本文反演得到的热层密度较HASDM模型表现为正的系统性偏差且幅度在4％以内,而Doornbos的结果较HASDM模型约系统性偏小4％～7％,二者与HASDM模型的标准差均为30％左右.另外,本文反演密度与NRLMSISE00模型之间存在约30％～40％的系统性bias,其STD也在30％左右.