卫星重力的发展及应用
卫星重力测量技术在地球物理中的应用
卫星重力测量技术在地球物理中的应用地球物理研究是一门涉及地球内部结构和物质运动等方面的学科，同时也具有广泛的应用价值。
然而，由于地球的表面与内部相距甚远，地球物理学研究往往受到观测技术的限制。
而随着卫星重力测量技术的发展，这一局面正在得到颠覆，卫星重力测量技术正在成为地球物理研究中一项重要的手段。
1.卫星重力测量技术概述卫星重力测量技术基于万有引力定律，通过卫星通过地球上空进行重力测量，获得地球重力场的分布情况。
这项技术的主要优势在于，通过卫星精密的轨迹控制和重力测量仪器的装备，对地球重力场的测量达到了高度的准确性和精度。
同时，卫星重力测量技术还具有全球性和连续性的特点，能够提供地球重力场全球范围内的准确数据。
2.2.1 地球形态研究地球的形态呈现为不规则的椭球体，由于地球的离心率和自转引起的地球扁率等因素，地球的形态会受到一定程度的变形。
而卫星重力测量技术能够获得高精度的地球重力场数据，并且能够计算出来地球的形态和动力学变化。
这项技术对于研究地球的形态、内部构造和地震等问题都有重要意义。
2.2 地壳构造研究地球重力场的分布受到地球内部密度分布的影响，在地壳结构复杂的地区，地表重力场会受到下方地壳和上方地表地物的影响。
卫星重力测量技术通过测量地球重力场的变化，能够测定地球内部的密度结构，推测地下的岩石体积和形状，从而揭示地球地壳和上地幔的构造特征和动力学性质，例如板块构造等。
2.3 大地水文研究在地球物理研究中，大地水文是一个十分重要的研究领域。
大地水文的研究目标主要是了解大气、地表、地下之间的水循环以及水在地球系统中的作用。
其中，地下水的分布和运动十分复杂，而卫星重力测量技术提供了一种新的方法来研究地下水的分布以及地下水与地表水之间的关系。
例如，在水资源的开发和管理方面，卫星重力测量技术可以为水文模型提供和验证数据，优化水资源的利用方式。
3.结语随着卫星重力测量技术的不断发展与完善，它在地球物理方面的应用也将更加广泛和深入。
卫星的原理
卫星的原理
卫星是通过运用牛顿力学的运动定律和万有引力定律在地球轨道中运行的人造物体。
卫星原理主要基于以下几个方面：
1. 地球引力：根据牛顿第二定律，物体受到的引力等于其质量乘以加速度。
地球对卫星施加引力，使其保持在地球的轨道上。
2. 地球自转：地球以自己的轴自转，产生一个离心力，这一力对卫星的运行产生影响。
为了抵消离心力的影响，卫星需要维持一定的运动速度。
3. 圆周运动：卫星在地球轨道上运行时，通常采用圆周运动。
圆周运动的原理是，物体在圆周运动中受到一个向心力，这个力的方向指向圆心。
通过适当的速度和距离，卫星可以保持在一个稳定的圆周轨道上。
4. 动量守恒：卫星的动量是守恒的。
即使没有其他力的作用，卫星的动量大小和方向也保持不变。
这意味着，卫星在地球轨道上沿着预定的轨道继续运行。
卫星的原理基本上是通过合理运用这些物理原理来实现的。
通过准确计算和控制卫星的速度和轨道，可以使卫星实现各种任务，例如通信、导航、天文观测等。
卫星重力测量技术的原理和数据解读方法
卫星重力测量技术的原理和数据解读方法随着现代科学技术的不断发展，卫星重力测量技术逐渐成为地球科学领域的重要研究方法之一。
本文将重点讨论卫星重力测量技术的原理和数据解读方法。
一、卫星重力测量技术的原理卫星重力测量技术是利用卫星携带的高精度重力仪器测量地球表面重力场的变化，从而推断地球内部的密度分布和地壳运动等信息。
1.1 重力测量原理重力，是指地球或其他天体表面对物体吸引的力。
在地球表面上，重力的大小和方向不是一致的，而是会因地球内部的密度分布不均匀而变化。
通过卫星重力测量技术，我们可以获取地表某一点的重力值，并通过对比多个点上的重力值差异，推算出地球内部的密度变化。
1.2 卫星重力测量仪器为了实现卫星重力测量，科学家们研发了一系列高精度的重力测量仪器。
目前常用的卫星重力测量仪器主要有超导量子干涉仪（SQUID），绝对重力仪以及光学干涉测量仪（GIM）。
这些仪器可以测量地球表面的重力值，并将数据传输至地面控制中心进行分析和解读。
二、卫星重力测量数据解读方法卫星重力测量数据是复杂且海量的信息集合，需要进行合理的解读才能获得有价值的地质和地球物理学指标。
下面将介绍几种常见的卫星重力测量数据解读方法。
2.1 重力异常解读重力异常是指相对于参考表面（通常是椭球面）的重力场的偏差。
通过对大量重力异常的分析，可以揭示地球内部的密度梯度。
高重力异常通常对应着密度较大的区域，反之亦然。
这些异常主要与地壳构造、岩石性质和地球动力学等因素相关。
2.2 重力梯度解读在卫星重力测量中，不仅可以获取重力值，同时还可以计算重力的梯度，即重力在空间中的变化率。
重力梯度可以提供更加详细的地下密度变化信息，有助于研究构造和地壳运动等问题。
通过对重力梯度的解读，科学家们可以推测地壳运动引起的地震活动、地热流动以及岩浆活动等。
2.3 反演方法卫星重力测量数据的解读过程中，还常常需要借助反演方法。
反演方法是通过调整模型参数，使得模型产生的重力数据与实测数据拟合得最好。
高一物理卫星的重力知识点
高一物理卫星的重力知识点在高一物理的学习过程中，卫星运动是一个非常重要的知识点。
卫星的运动是由地球对卫星施加的引力所决定的。
在这篇文章中，我将会详细介绍卫星运动中涉及到的重力知识点。
一、引力的概念引力是一种使物体相互吸引的力，是自然界中最基本的力之一。
引力的大小与物体的质量有关，质量越大，引力越大。
而引力的大小还与物体之间的距离有关，距离越近，引力越大。
二、开普勒定律开普勒定律是描述行星和卫星运动规律的重要定律。
根据开普勒第一定律，卫星绕行星运动的轨道是一个椭圆，其中行星处于椭圆焦点之一。
开普勒第二定律指出，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
开普勒第三定律则是描述行星轨道周期与轨道半长轴的关系。
三、重力与卫星轨道卫星的轨道是由地球对卫星施加的引力所决定的。
在地球表面附近，地球的引力大致是一个常量，因此卫星绕地球运动的轨道是一个椭圆。
轨道的离心率决定了卫星的绕行速度和轨道形状。
当离心率为0时，轨道是一个圆形，卫星的速度相对稳定；当离心率接近于1时，轨道成为一个长椭圆，卫星的速度变得非常快。
四、卫星的加速度卫星在轨道上运动时，具有向心加速度和引力加速度。
向心加速度是由向心力所引起的，它的大小与卫星的速度和轨道半径相关。
引力加速度是由地球对卫星施加的引力所引起的，它的大小正比于地球对卫星的引力，并与卫星与地球的距离的平方成反比。
两者的合力决定了卫星在轨道上的运动状态。
五、卫星的质量与轨道卫星的质量对其轨道并没有直接影响。
即使两颗质量不同的卫星在相同的高度上绕地球运动，它们的轨道半径并不相同。
这是因为带电粒子在地球的磁场中受到的力和力矩的大小与电荷质量比（电子和质子的比值）有关。
而由于卫星和地球都由相同的带电粒子组成，它们受到的力和力矩大小也相同，从而使得卫星的质量对轨道并没有直接的影响。
六、地球对卫星的影响地球的形状、自转和引力潮汐等因素对卫星的轨道有一定的影响。
首先，地球并不是一个完全的球体，而是一个略微扁球面。
重力的原理在实际的应用
重力的原理在实际的应用介绍重力是一种普遍存在于自然界的力量，它的作用对于许多实际应用非常关键。
本文将探讨重力的原理以及它在实际应用中的应用。
重力的原理重力是一种吸引物体之间的力量，其大小与两个物体的质量和它们之间的距离有关。
根据牛顿的万有引力定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
重力在地球上的应用重力在地球上的应用非常广泛，以下是一些主要的应用：1.运动和运动规划：在运动中，重力是决定物体运动轨迹的重要因素之一。
运动方程中的重力项使得物体在垂直方向上产生加速度，从而影响物体的运动轨迹。
例如，在击球运动中，棒球运动员需要考虑重力的影响来准确击球。
2.建筑和结构设计：重力是建筑和结构设计中必须考虑的重要因素之一。
例如，在建筑设计中，建筑的重量必须合理分配到承重墙和结构支撑物上，以确保建筑的稳定性和安全性。
3.交通工程：在交通工程中，重力对于车辆和行人的运动也起着重要作用。
例如，在道路设计中，设计者需要考虑到车辆在下坡时重力的作用，以确保车辆的稳定性和行驶安全。
4.水资源管理：重力在水资源管理中也起着关键作用。
例如，在供水系统中，水需通过自然下降的方式流向用户，重力作用使得水能顺利到达目的地。
同时，在水坝和水库的设计中，重力是确保水体能够稳定保持的关键因素。
重力在太空探索中的应用除了地球上的应用，重力在太空探索中也有着重要作用：1.行星轨道：重力是行星围绕太阳运行的基本原理。
行星受到太阳的引力，使得它们沿着椭圆轨道绕太阳运动。
通过研究重力，我们可以了解行星运动的规律，并推测行星的行为和演化。
2.卫星运行：卫星的运行和定位也依赖于重力。
通过计算重力对卫星的影响，我们可以预测卫星的轨道，并精确控制卫星的位置和运动。
重力在能源生产中的应用重力在能源生产中也有着重要的应用：1.水力发电：水力发电是利用重力将水流转化为机械能，再将机械能转化为电能的过程。
通过建造水库和引导水流，我们可以利用重力的作用来产生电能。
卫星发展史的原理
卫星发展史的原理
卫星发展的原理可以概括为以下几点：
1. 轨道力学原理：卫星的运行是基于轨道力学原理的，即通过重力相互作用，卫星绕着地球旋转。
这需要卫星具有足够的速度和能量，以克服地球引力的吸引。
2. 通信原理：卫星的发展与通信原理的进步密切相关。
卫星通信是通过无线电波传输数据和信息的。
卫星可以接收地面发射站的信号并将其转发到其他地方的接收站，从而实现跨越大洋和较远距离的通信。
3. 航天技术原理：卫星需要进行发射、定位、控制等操作，这需要航天技术的支持。
航天技术包括火箭发射、导航、遥测遥控等方面的技术，这些技术的不断发展为卫星的发展提供了坚实的基础。
4. 应用需求原理：卫星的发展往往是为了满足一定的应用需求，例如通信、气象、导航、地球观测等。
这些应用需求的不断增加和变化，也推动了卫星技术的不断进步和发展。
总之，卫星发展的原理是多方面的，其中轨道力学原理、通信原理、航天技术原理和应用需求原理是关键的。
卫星重力探测技术的发展
卫星重力探测技术的发展杨婕;占惠【摘要】在地球物理勘探领域中, 人造地球卫星的发射为重力测量提供了新的途径. 与以往探测重力的手段相比, 重力卫星的发射大大改善了人们对地球重力场的认识, 随着CHAMP、 GRACE和GOCE卫星的发射, 将把现有静态中长波部分重力场的精度提高1-2个数量级, 并提供长波部分重力场随时间变化的信息. 卫星重力学对我国的基础测绘服务和国防建设有着重要的实用价值.【期刊名称】《国际地震动态》【年(卷),期】2008(000)005【总页数】5页(P23-27)【关键词】卫星重力;探测技术;CHAMP;GRACE;GOCE【作者】杨婕;占惠【作者单位】福建省地震局厦门地震台,厦门,361003;厦门地震勘测研究中心,厦门,361021【正文语种】中文【中图分类】P312.1地球重力场是地球的基本物理场之一，重力场及其时变反映了地球表层及内部的密度分布和物质运动状态，同时决定着大地水准面的起伏和变化，因此，重力场的研究历来是大地测量学的热点之一［1］。
高精度重力观测是研究固体潮及地震前兆的一种重要手段。
在地球物理勘探领域中，重力测量也是一种重要的方法。
但是，对于重力的观测，无论是用振摆、自由落体，还是用光学干涉仪都很难获得高精度的绝对重力值，相反，重力差的相对测量要比绝对测量容易得多，以致可以达到很高的精度［5］。
我国的重力固体潮观测开始于20世纪60年代末期，早期使用加拿大Scintrex公司的CG-2型金属弹簧重力仪，采用光记录(目前，这些仪器已经完全淘汰)，之后陆续引进GS型金属弹簧重力仪［4］。
相对重力观测仪器，从毫伽级重力仪发展到微伽级重力仪，可以对地球内部构造的细节取得更进一步的了解。
但是，虽然地面重力测量工作是传统大地测量工作中最方便和功效最高的一种测量工作，毕竟还是耗时多、劳动强度大，特别是有许多难以到达的地区，致使重力测量数据的地面覆盖率和分辨率受到极大的限制，这是在确定地球重力场模型，包括推算大地水准面时提高其精度和分辨率的最大障碍。
对卫星工作原理
对卫星工作原理
卫星是由地球上的发射器发射到太空中的人造物体。
它们通过遵循两个主要原理来工作：重力和离心力。
首先，重力是指地球对卫星的吸引力。
卫星通常处于地球的引力场中，与地球保持恒定的距离。
这是通过匀速运动和任何可能的速度变化来实现的。
当卫星的速度可以抵消地球的引力时，它将保持在所需的轨道上移动。
其次，离心力是指卫星在绕地球运动时产生的离心力。
离心力是一种惯性力，它试图将卫星从原来的轨道上推开。
为了克服这个力量，卫星需要一定的速度和轨道以保持平衡。
在运行过程中，卫星持续地沿指定轨道绕地球旋转。
它们通过携带各种设备和传感器来执行不同的任务，例如通信、气象观测、定位导航等。
这些设备从卫星发射的信号中接收信息，并将其传输回地球上的相应接收器进行处理。
此外，“空间站”是指人类在地球轨道上建立的一个大型人造空间。
它们通常用于长期居住和科学研究。
与卫星相比，它们更大，拥有更多的生活设施和实验室。
总之，卫星工作的基本原理是通过重力和离心力来维持其运行和轨道稳定。
这使得卫星能够执行各种任务，从而为我们的生活和科学研究提供了重要的支持。
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卫星重力的发展及应用姓名：*** 学号：09200200**摘要:卫星重力资料在恢复地球重力场方面具有全球高覆盖率、高空间分辨率、高精度和高时间重复率等优点, 为大地测量和地球物理学科的发展开辟了新的途径。
本文简要回顾了卫星重力的发展历程, 介绍了四种卫星重力探测技术的原理和发展状况, 最后对卫星重力在地球科学中的的应用情况进行了简要总结。
关键字：卫星重力；地球重力场；重力测量1 引言地球重力场是地球的一个基本物理场, 是地球物质分布和地球旋转运动信息的综合效并制约地球本身及其邻近空间的一切物理事件,因此,地球重力场观测是地球科学的一项基础性任务。
目前常使用的重力测量手段主要有地表观测、航空测量以及卫星重力探测等。
由于地面重力测量受地形和气候影响较大、耗时多、劳动强度大、作业成本高,使重力测量的地面覆盖率和分辨率受到极大的限制。
航空重力测量虽然能够克服地形条件的限制, 但却只能用于局部地区或区域性的测量, 且仍受到气候条件的影响。
卫星重力是近年来发展起来的新型空间探测技术, 其发展和应用是当今国际大地测量学界继GPS之后的又一次革命性突破。
卫星重力探测不受地形等自然条件的影响,为解决全球高覆盖率、高精度、高空间分辨率和高时间重复率重力测量开辟了新的有效途径,不但弥补了传统重力测量方法的不足,而且可以使地球重力场和大地水准面的测定精度提高一个数量级以上,并可测定高精度的时变重力场,很快成为了大地测量和地球物理学中新的研究热点和前沿。
卫星重力就是以卫星为载体,利用卫星本身为重力传感器或卫星所携带的重力传感器(加速度仪、精密测距系统和重力梯度仪等), 观测由地球重力场引起的卫星轨道摄动, 以这些数据资料来反演和恢复地球重力场的方法和技术。
广义的卫星重力测量泛指所有基于卫星观测资料确定地球重力场的技术, 它包括了从20 世纪60 年代发展起来的地面光电卫星跟踪技术、Doppler 地面跟踪技术、人造卫星激光测距技术和卫星测高技术以及近年才有所突破的卫星跟踪卫星技术(下称卫卫跟踪或SST) 和卫星重力梯度技术。
2卫星重力发展概况自1957年第一颗人造地球卫星Sputnik发射成功, 人们开始把目光投向用卫星资料计算地球重力场到最近用于精化地球重力场的极地低轨卫星的成功发射, 卫星重力探测技术主要经历了以下三个发展阶段:第一阶段: 20世纪60年代前期, 卫星位置主要是通过光学摄影测定。
最早利用地面站卫星跟踪数据确定地球重力场的是Buchar, 他于1958年根据Sputnik卫星近地点运动资料计算了地球重力场位系数, 并推算出地球的扁率, 但由于当时的观测精度低、卫星轨道高、观测数据不能全球覆盖等因素的制约, 确定的阶数和精度都很低。
第二阶段: 20世纪60年代中后期至今,随着定轨技术的迅速发展, 出现了多种地面跟踪技术和卫星对地观测技术,包括卫星激光测距(SLR)、卫星多普勒测速(Doppler)、多普勒定轨与无线电定位集成(DORIS)、精密测距测速( PRARE) 和卫星雷达测高(SRA) 等。
1966年, Kaula利用卫星轨道摄动分析建立了8阶地球重力场模型,并出版了《卫星大地测量理论》一书, 奠定了卫星重力学的理论基础。
SLR卫星的跟踪测量有效地提高了低阶次位系数的精度, 近40年来由此卫星重力技术发布了一系列低阶重力场模型。
随着卫星测量精度的提高和空间卫星数目的增多, 采用多颗不同倾角的卫星组合解算地球重力场使数据的覆盖率有了一定的改善。
20世纪70年代开始出现卫星雷达测高, 至今研制和发展了多代卫星测高系统, 用于精确测定平均海面的大地高, 确定海洋大地水准面和海洋重力异常,分辨率可优于10km,精度优于分米级。
卫星测高数据联合地面重力测量数据以及SLR低阶重力场模型, 发展了多个高阶地球重力场模型。
20世纪70年代提出卫星测高构想到目前为止, 所发射的卫星测高仪主要有美国NASA等部门发射的地球卫星GEO - 3 (1975年)、海洋卫星SEASAT(1978年)、大地测量卫星GEOSAT (1985年) 及后续卫星GEOSAT Follow- on ( GFO,1998年),欧空局(ESA) 发射的遥感卫星ERS- 1 (1991年) 和ERS-2 (1995年) 及后续卫星Envisat-1(2002年2月) , NASA和法国空间局(CNES) 合作发射的海面地形实验/海神卫星Topex/Poseidon (T/P, 1992年) 及其后续卫星Jason - 1 (2001年12月) 等。
第三阶段: 21世纪初, 空间技术的进步促进了低轨的小卫星在地球重力场中的应用,出现了现代卫星重力测量技术。
新的卫星重力测量技术采用低轨道设计, 能够更灵敏地感测地球重力场, 结合星载GPS、SLR等多种卫星定位技术进行精密跟踪定轨, 同时实现了卫星轨道机动, 可在任务执行期间变换轨道高度, 并结合其他星载传感器(加速度计、重力梯度仪、K波段测距系统KBR) 实现了多种观测量以及数据的全球覆盖。
用现代卫星重力测量技术测量地球重力场包括卫星跟踪卫星( satellite - to - satellite tracking, 简称SST)技术和卫星重力梯度测量( satellite - gravity - grads, 简称SGG) , 其中已经成功发射的SST卫星包括德国的CHAMP卫星和美、德合作的GRACE卫星, SGG卫星GOCE也正在加紧研制, 预计近期就可以实施。
正是低轨卫星定轨技术的发展, 推动了卫星重力测量进入了实用化阶段。
3卫星重力探测技术卫星重力探测技术以前所未有的精度和分辨率使确定地球重力场的精细结构及其时变成为可能, 极大地促进了大地测量学及地学相关学科的发展。
归纳起来, 卫星重力探测技术主要有以下4种: 卫星地面跟踪技术(地面跟踪观测卫星轨道摄动) 、卫星对地观测技术(主要是海洋卫星测高技术) 、卫星跟踪卫星(SST) 和卫星重力梯度(SGG) 测量技术。
3.1卫星地面跟踪技术与卫星对地观测技术卫星地面跟踪技术和卫星对地观测技术是20世纪主要的卫星重力观测技术。
卫星地面跟踪技术(即地面跟踪观测卫星轨道摄动)是采用摄影观测、多普勒观测或激光观测(有地基和空基两种模式) 等技术手段测定地球重力异常场(消除日月引力、地球潮汐、大气和太阳光压等因素)对卫星轨道的摄动, 以此反演出地球重力场。
卫星对地观测当前主要是海洋卫星测高技术。
海洋卫星测高技术是利用星载雷达测高仪向海面发射脉冲信号, 经海面反射后由卫星接收, 根据卫星的轨道位置并考虑到海潮、海流、海风、海水盐度及大气压等因素的影响,推求海洋大地水准面高。
卫星测高资料相当于在海洋上进行了大量的重力测量,为海洋区域地球重力场研究提供了前所未有的高分辨率观测资料, 是研究全球重力场的重要补充, 使全球重力场模型得到极大改善。
从观测技术和卫星计划的设计方面, 利用这两种卫星观测资料恢复重力场主要有以下缺点:第一, 观测资料不能全球均匀覆盖, 卫星地面跟踪技术只有跟踪站上有观测资料,卫星测高技术也只能获得高精度的海洋重力资料。
第二, 两种技术都必须通过大气层和电离层获取卫星信息,不可避免地带来数据的失真。
第三, 卫星轨道单一, 所解算的地球重力场的球谐函数不完善, 不能对其所有阶次的表达式都有好的均匀一致的精度和可靠性。
第四, 卫星轨道较高, 这是为了减小大气阻力的影响、获得较高的定轨精度, 因而限制了其感应重力场信号的能力。
第五, 恢复重力场的时间较长。
由于以上因素的影响,限制了这两种技术恢复地球重力场的潜力, 且难以在目前的水平上有很大的提高,这就要求必须有一种更完善的方法来测定地球重力场。
3.2卫星跟踪卫星与卫星重力梯度测量从卫星地面跟踪和海洋测高到卫卫跟踪是卫星重力发展的必然过程, 卫卫跟踪技术的出现使得卫星设计目标从以往的单纯提高重力场精度提高到同时测量重力场变化。
卫星跟踪卫星(SST),有高低卫卫跟踪(hl- SST)和低低卫卫跟踪(ll- SST) 两种模式。
高低卫卫跟踪(hl- SST) 技术是由若干高轨同步卫星跟踪观测低轨卫星(高度500km左右) 的轨道摄动, 确定地球扰动重力场。
高轨卫星主要受地球重力场的长波部分影响, 而且受大气阻力影响极小, 轨道稳定性高, 因而可以由地面卫星跟踪站对它进行精密定轨。
低轨卫星由于在极低的轨道上运行, 对地球重力场的摄动有较高的敏感性, 其轨道摄动则由高轨卫星连续跟踪并以很高精度测定出来, 同时低轨卫星上载有卫星加速计, 补偿低轨卫星的非保守力摄动(主要是大气阻力),其跟踪精度达到毫米级, 恢复低阶重力场精度可以提高一个数量级以上, 对应的低阶大地水准面精度达到毫米级。
从本质上看, hl2SST技术与地面站跟踪观测并无很大区别, 但其数据的覆盖率、分辨率和精度都有很大提高, 而由hl - SST发展起来的ll2SST 技术测定地球重力场的精度和分辨率将会更高。
低低卫卫跟踪( ll - SST) 是通过测定在同一低轨道上的两颗卫星之间(相距约200km左右) 的距离和距离变率(又称相对视线速度) 反映两卫星星下点之间的地球重力场的变化。
如果低轨卫星能以微米级的测距测速精度相互跟踪, 同时还与GPS 卫星构成空间跟踪网, 理论上恢复低阶地球重力场精度要比现在提高二个数量级及以上, 中波部分的地球重力场测定精度也可以提高一个数量级以上。
卫星重力梯度测量( SGG) 是利用低轨卫星上所携带的高精度的超导重力梯度仪直接测定卫星轨道高度处的重力梯度张量, 由于观测量(重力梯度张量) 为重力位二阶导数,因此有能力恢复地球重力场的高阶部分(达180阶左右),其精度可提高一个数量级以上。
由于这类卫星的寿命设计一般为1年左右, 仅能用于地球重力场的静态研究。
卫星跟踪卫星( SST) 和卫星重力梯度测量( SGG) 是目前公认的最有价值和应用前景的重力探测技术, 与卫星地面跟踪技术和卫星对地观测技术相比它们在技术设计上有了很大的进步。
首先, 低卫星轨道。
卫星设计高度可降至400 km左右, 大大提高了对地球重力场(特别是对中长波长) 的敏感性。
其次, 实现了卫星轨道机动。
要么利用多个不同轨道的卫星进行地球重力场测量; 要么单个卫星用变轨技术, 即通过一个卫星的不同运行轨道来进行地球重力场测量。
第三, 卫星精确定轨。
利用高精度的GPS技术和微波测距测速, 连续跟踪卫星的三维空间分量。
第四, 可加载高精度星载设备。
加速度计、重力梯度计、K波段测距系统的加载, 实现了多种观测量的卫星测量。
如利用星载三轴加速度计进行测量与补偿非重力效应, 克服了大气等非保守力影响, 高精度的卫星超导重力梯度计直接测定重力梯度张量, K波段测距系统进行低低卫星跟踪测量等。