8.19文献阅读笔记

文献来自：卫星跟踪卫星测量确定地球重力场的理论与方法-王正涛

重力卫星发展计划：

第一代：光学技术（以恒星为背景对卫星的光学摄影），精度几米-10几米。

第二代：多种技术地面跟踪和卫星对地观测技术（SLR,Doppler,FORIS,PRARE,SRA）精度：分米级-亚分米级。

第三代：星载GPS精密跟踪定规技术，同时结合第二代定轨技术，卫星安装重力梯度仪直接测定地球重力场重力梯度张量。第三代包括三个重力卫星计划（卫星跟踪卫星（SST）和卫星重力梯度（SGG）），精度：厘米级。

1.CHAMP卫星（单星）

CHAMP目标：测量地球重力场、测定地球磁场、探测中性大气和基于GPS的测高。重力场测定目标是实现650KM分辨率厘米级大地水准面的确定。

2.GRACE卫星（双星）

GRACE卫星目标：1.更高精度、分辨率恢复全球静态重力场和估计地球重力场时变信号(测定重力场非潮汐短期性变化，从而监测地球由气象和环境变化所产生的变化)，2.GPS掩星技术测定电子总量和大气的反射系数。3.建立200公里分辨率毫米级精度的大地水准面。

3.GOCE卫星（单星）

GOCE目标：建立一个精确和高分辨率的地球重力场模型和大地水准面模型（100km的空间分辨率大地水准面的精度1cm，重力异常的精度是1~2magl）。

卫星技术恢复重力场的原理和理解：

力学原理：已知受力质点在空间运动的表征运动规律的参数
恢复质点所受未知力源。

卫星大地测量坐标和时间系统：

坐标：

坐标系统：包括坐标原点的位置（3个），三个坐标轴的方向和尺度比。通常情况下选择相互正交且具有相同尺度比的三个向量作坐标轴。对于球面或椭球面上的二维地理曲线坐标系统,则需规定4个定义元素,坐标原点在曲面上位置（2个）,过原点的两条相互正交的起始曲线的方向（2个）。在两个三维坐标系统间的转换则对应地需要7个转换参数，即坐标原点的偏移,两坐标系坐标轴指向差的三个旋转角欧拉角以及一个尺度因子。经典力学认为,时间系统和坐标系统是各自独立的系统。

参考系统：参考系统一般采用某一确定的坐标系统,同时附加若干常数、模型和参数,使其满足一定的通用性,并达到某种理想的状态。

参考框架：参考框架是参考坐标系理论定义在“真实世界”中的实现,或者说一种标定,对于空固或天球参考框架,则是所有可观测且已知其天球坐标赤纬,赤经和自行参数的恒星,并汇集成果表供使用对于地球参考框架,则是地面测站或观测点的位置和运动速度。参考框架的建立必须与对应的参考坐标系统一致。

时间系统：

动力学时：动力学时是描述星体在引力场中运动的严格均匀的时间尺度,它包括地球动力学时TDT和质心动力学时TDB。

TDB：星体相对于太阳系质心的运动描述。

TDT/TT：描述相对于地球质心的运动，在卫星轨道理论中,由于地球和卫星均可认为在太阳的引力场中运动,则可以用来描述卫星在地球引力场中的运动而不需要考虑太阳对其的影响。

原子时：国际制秒的时间单位即用原子时秒表示,其秒长的定义为位于海平面上的艳原子基态两个超精细能级,在零磁场中跃迁辐射振荡周所持续的时间为一原子秒时。国际上利用分布各个国家大约座原子钟,经过数据处理得到统一的国际原子时系统TAI（International Atomic Time）

恒星时：恒星时（格林尼治平恒星时GMST，格林尼治真恒星时GAST）是以地球自转为基础,数值上等于春分点相对于子午圈的时角。

世界时：世界时UT（Universal Time）是以平子夜为零时起算的格林尼治平太阳时, 由于地球的极移现象和地球自转速度的不均匀性,为了得到均匀的时间尺度表示,对UT引入了极移改正,由此得到的世界时表示为UT1。考虑到地球自转速度长期变慢的趋势,相对于国际单位的原子时秒,每年世界时将比原子时慢约1秒,为了避免两种时间系统间的偏差,国际上引入了协调世界时UTC(Coordinate Universial Time)。

转换关系：

To be continued …