基于能量积分法反演ChiGaM卫星时变重力场模型OA

ChiGaM(Chinese Gravimetry Augment and Mass Change Exploring Mission)卫星重力测量计划成功实施,其重力卫星已在轨运行并持续获取地球重力场及其时变信号。反演重力场模型是从重力卫星观测数据中提取重力场信息的主要方法之一,而有效的反演方法是其中的关键。包括动力学法、短弧法和能量积分法(简称“能量法”)在内的多种反演方法均已在GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)卫星上验证其有效性,但不同反演方法应用于ChiGaM卫星的研究尚处于探索阶段。本文基于能量法反演ChiGaM卫星时变重力场模型,在现有反演过程的基础上进行以下改进:1)在对卫星轨道观测数据的动力学平滑过程中引入分段常加速度参数,以吸收力模型误差;2)将KBR(K-Band Ranging)经验参数模型考虑至3-CPR(Cycle Per Revolution)项;3)引入抗差估计和经验剔除法以提高反演解算的稳定性。基于改进后的能量法反演过程,处理卫星2022年3月—2023年12月的数据,获得了22个月的时变重力场模型序列,称为IEU-EBA-Monthly2023。与GRACE-FO卫星数据分析中心发布的同时期时变重力场模型产品进行对比,结果表明:模型在频谱域的表现与JPL RL06.3模型相近,在15~25次项附近略优于该模型;模型反演的全球和流域质量变化情况与对比模型高度一致,在12个代表性流域内与对比模型的平均相关系数高于0.95;模型公海残差RMS在1.4~2.5 cm之间变化,总体上与GFZ RL06.3模型处于相近水平。本文改进后的能量法反演过程可实现基于ChiGaM卫星的高精度时变重力场模型反演,验证了能量法在处理该卫星数据上的适用性。