基于低轨卫星精密定轨的星载加速度计标校研究取得进展

低轨卫星星载静电悬浮加速度计可精密测量低轨卫星的非保守力摄动加速度,被广泛应用于地球重力场解算、低轨卫星精密定轨以及高层大气密度反演等研究中。然而,受仪器自身电气物理特性的影响,其原始测量数据相较真实非保守力摄动加速度存在尺度和平移变化,在使用前需要进行校准。近日,中国科学院国家授时中心研究团队联合中山大学、河南科技大学,通过卫星精密定轨手段,成功实现了对低轨卫星GRACE及GRACE-FO星载加速度计的高精度标校。

    针对星载加速度计标校过程中尺度和偏差参数耦合的问题,本研究提出了一种基于加速度谱密度(ASD)信息的尺度参数确定方法,通过固定已确定的尺度参数仅估计偏差参数,实现了标校参数解耦合,并在基于低轨卫星精密定轨的加速度计标校过程中,通过对星载GNSS观测模型进行改进,有效提升了标校结果的质量。以GRACE及GRACE-FO卫星加速度计的y轴标校为例,在考虑星载GPS 天线PCV修正及载波相位整周模糊度约束后,其偏差参数估计结果的重叠弧段检核精度分别提升了84%及93%以上,效果显著。

图1 GRACE B星原始和标校后的加速度计数据振幅谱密度(2007年2月12日)

    相关研究结果以《Calibration of spaceborne accelerometer through satellite dynamic precise orbit determination: Enhancements and evaluations》为题发表于期刊Aerospace Science and Technology。



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