《基於同解法解算衛星重力場模型的若干關鍵技術研究》是依託武漢大學，由鄒賢才擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於同解法解算衛星重力場模型的若干關鍵技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄒賢才
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
同解法是處理衛星跟蹤衛星數據，解算衛星重力場模型的一項關鍵技術。GRACE任務的數據分析中心GFZ和CSR均採用此法，國內至今尚未完全攻克。本申請主要從三個方面研究同解法。結合理論研究與實測數據的分析，精化同解法的觀測模型，精化數據預處理流程，為同解法提供高精度的觀測模型和高質量的觀測數據。在同解法軟體的實現上，採用並行計算技術，從根本上提高同解法軟體的執行效率。本申請將重點解決超級計算機上的同解法並行軟體設計，推動同解法在大規模實測衛星重力測量數據處理中的套用研究，自主研製衛星重力場模型。項目預期成果能提高我國在衛星重力場模型研製領域的技術水平，縮小與國際先進水平的差距，對我國自主衛星重力測量系統的方案論證、衛星重力場模型的研製方法都有重要意義。
結題摘要
在新一代衛星重力數據處理方法中，同解法採用星載GPS/KBR跟蹤數據，同時解算衛星精密軌道、重力場模型。相對其他方法，同解法使觀測數據與觀測模型之間一致性更好，可以實現更優的參數估計。反過來，同解法由於觀測模型更為複雜，軟體設計難度大大增加。因此，同解法研究是國內本領域關注的焦點之一，也是攻關的難點。本項目研究目標是掌握同解法的基本原理，解決同解法實用化中的關鍵技術，建立同解法的仿真平台。為下一階段利用同解法處理新一代衛星重力數據，建立靜態衛星重力場模型以及時變重力場模型序列奠定基礎。 按照計畫書，項目組解決了三個主要問題。 （1）掌握了同解法的基本原理，建立了同解法的觀測模型。項目組設計了利用星載GPS載波、KBR、偽距觀測數據同時估計重力場模型、軌道初值、加速度計校準參數的方案。特別需要指出的是，在精化衛星動力學模型的過程中，隨著研究的深入，申請人認為，未來所有現代空間大地測量手段有走向融合處理的大趨勢。因此在同解法算法的設計上預留了接口。比如，聯合SLR與衛星重力技術時，就有必要研究地心運動、地球定向參數EOP，以及衛星定姿等。雖然軟體設計難度更大，但是上述研究若能實現，極有可能帶來新成果。因此，目前項目組完成的同解法軟體雖然是針對GRACE和GOCE任務設計，但很容易擴展，完成其它研究任務。 （2）精化數據處理流程，包括兩方面的內容。一是建立每類觀測數據的處理標準。比如，星載加速度計數據粗差的探測、內插與平滑方案，恆星敏感器姿態數據的精細處理等。二是整個數據處理流程的自動化。前者主要是通過大量的數據分析，歸納總結GRACE任務數據的一些特有的異常現象，儘可能設計通用的解決方案。對後者，同解法軟體運行在高性能計算節點上，一般為Linux/UNIX執行環境，設計合理的批處理方案能極大地提高工作效率。按照這一原則，本軟體所有任務的運行均為自動化運行。用戶設定一定的配置，比如重力場模型的最高階次、積分器類型、軌道初值等待估分量等，執行腳本即可完成所有計算過程。 （3）面向大規模數據處理的並行計算。無論是本項目的研究需求，還是申請人規劃的未來研究領域，都必須採用並行技術解決計算熱點問題。在分析衛星重力數據處理一般規律後，項目組提出了採用OpenMP技術的技術方案，獲得了良好的並行效果，解決了大規模計算問題，並用於和德國斯圖加特大學的極空白問題合作研究。
