摘要：我国跟踪型重力测量卫星(简称中国重力卫星)于2021年底发射成功,采用高轨卫星跟踪低轨卫星与低轨卫星跟踪低轨卫星混合测量模式,获取全球重力场及其时变信息,用于地下水资源变化、冰川消融、空间微重力翕动、海洋潮汐、地震等研究,数据可服务于自然资源、海洋、航天、水利等领域的重大科学研究和工程建设.中国重力卫星是我国首次研制的超静、超稳、超精卫星,经在轨测试,工作状态正常,指标达到或优于设计要求,显著提升了我国精密卫星平台研制水平和空间微重力测量水平,拓展了多领域科学应用的前景.本文简要介绍我国成功发射的首颗重力卫星,论述一体化设计的超静、超精、超稳卫星平台技术特征,重点分析了星间测距系统、静电悬浮加速度计、北斗共模接收机、分体式星敏感器等核心载荷特征和性能.利用5个月的卫星数据反演了全球时变重力场,并应用于亚马逊陆地水储量变化监测的研究.最后,本文分析并展望我国重力卫星在水资源、海洋环境、空间科学、地震等领域的应用潜力和前景.

摘要：采用边界分析方法分析新一代重力测量卫星3个核心载荷——星间测距系统、非保守力测量仪和定位接收机的误差对恢复重力场的影响,提出新一代重力测量卫星的核心技术指标。分析表明,星间变率测量精度10~30nm/s、非保守力测量精度(1~5)×10-11 m/s2、定轨精度2~3cm时,可实现分辨率100km、精度1~2mGal的重力场测量。本文结论可为新一代重力测量卫星设计提供技术参考。

摘要：重力测量卫星性能不仅与轨道参数、载荷误差、数据分辨率等因素密切相关,也与反演算法有关。传统的分析方法如动力学法、短弧法等用于误差分析,不可避免将算法误差引入分析结果,使得分析结论确定性不足。为解决这一问题,提出了空域最小二乘分析法,用空域格网重力扰动数据替代重力卫星载荷数据反演地球重力场,有效避免了算法误差对于分析结果的影响。分析结果表明,重力卫星在500 km轨道高度、一次数据覆盖条件下,测量重力场最高阶数约为240阶,载荷误差为1×10^(-10) m·s^(-2)⋅Hz^(-1/2)水平时,测量重力场最高阶数为136阶,其累积重力异常误差为2.7 mGal,累积大地水准面误差为14 cm。要达到最优测量能力,轨道倾角通常不小于89°。为减小地球引力高频信号对于地球重力场低阶位系数估计值的影响,估计位系数最高阶数需大于240阶。

摘要：首先,介绍了基于不同卫星重力场模型的位系数误差方差谱组合、误差阶方差谱组合模型的算法;其次,根据位系数误差方差定权和位系数误差阶方差定权两种谱组合方法编写计算程序;最后,采用GRACE和GOCE模型进行谱组合计算,并对谱组合计算模型进行内、外符合精度分析与验证,谱组合得到的重力场模型精度和可靠性优于单一重力场模型,验证了谱组合方法的有效性。

摘要：重力卫星轨道因素对于卫星重力测量系统性能具有决定性作用，因此卫星轨道设计具有重要意义，是卫星重力测量系统设计重要内容之一。空间扰动引力谱特性是重力卫星轨道设计的理论基础，因此在轨道设计前须对空间扰动引力谱特性进行详细研究。本文给出空间引力谱表达式，采用数值方法分析了空间扰动引力谱垂直分布特性和水平分布特性；基于空间引力谱特性、系统指标和加速度计噪声水平设计了重力卫星轨道高度、卫星间距离和卫星倾角几个关键轨道参数。结果表明：重力卫星轨道高度450km、两颗卫星间球心角距2°和轨道倾角90°较为合适。

摘要：针对GOCE重力梯度卫星中使用的静电悬浮加速度计,对其采用的八对电容极板冗余设计的位移传感与反馈控制组合策略进行了讨论,并分析了其相对于CHAMP和GRACE重力卫星中使用的同类型加速度计的可靠度改善程度。

摘要：航天器无拖曳控制是利用推进器产生的推力来补偿航天器受到的非保守力使其跟随检验质量运动,是获得超低微重力水平卫星平台的重要途径,是空间基础物理、微重力测量、地球科学和卫星导航等实验研究的关键技术之一。结合空间引力实验和卫星重力测量计划,阐述航天器无拖曳控制的发展历程和基本工作原理,对无拖曳控制系统的组成和关键技术进行详细讨论,最后简要概括目前无拖曳控制器的设计方法。