GRACE重力卫星的数据处理与应用

发布时间：2021-01-16 03:07

　　GRACE重力卫星的发射为高精度观测全球环境变化开创了新纪元.本文基于GRACE卫星数据,对其数据处理方法进行了探究并改进,并且利用其反演河南省的陆地水储量变化.首先,反演陆地水储量变化之前,需要利用滤波方法对GRACE卫星数据进行去噪处理.本文分别利用高斯滤波方法和将其与两种不同的去相关滤波方法结合对数据进行处理.结果表明随着高斯滤波平滑半径的增加,去噪效果随之较好;通过结合后的方法比较发现,Swenson,Wahr去相关滤波和高斯滤波方法相结合的去噪效果,优于P4M6去相关和高斯滤波方法组合的效果,但是当平滑半径为300km时仍存在条带现象.因此,本文对高斯滤波方法进行了改进优化,结果表明改进后的高斯滤波方法去噪效果优于改进前的.其次,利用改进后的混合型高斯滤波方法和Swenson,Wahr去相关滤波组合的方法对数据进行处理,并利用其反演河南省的陆地水储量变化.由反演得到的时间序列图发现,河南省的陆地水储量变化呈典型的季节波动变化规律特征,利用线性拟合分析其变化趋势,发现在观测期内呈现下降趋势,说明河南省水储量在逐渐减少.最后,将GRACE卫星数据反演的结果分别与GLDAS水文模型... 

【文章来源】：河南大学河南省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

陆地水循环过程

物理参数宽 (mm)高 (mm)质量 (kg)寿命（years）19427204875轨道特性发射时间 (s) UTC 时间 2002 年 3 月 17 日长半轴 a (km) 6876.4816 6876.9926偏心率 e (--) 0.00040989 0.00049787倾角 i (degree) 89.025446 89.024592升交点赤经 (degree) 354.447149 354.442784近地点角距 (degree) 302.414244 316.073923平近点角距 M (degree) 80.713591 67.044158GRACE 重力卫星的主要载荷包括 GPS 卫星接收机、双频 K 波段和 Ka 微波测距系统、星载加速度计以及星敏感器, 如图 2.1 所示:

去除掉条带状的噪声, 以获得更为清晰的地球物理信号.本文主要采用高斯平滑滤波、Swenson, Wahr 去相关方法、P4M6 去相关方法等对图3.1 中存在的条带现象噪声进行去除. 比对分析不同方法去噪效果, 并提出改进的混合型高斯滤波方法.3.2.1 不同半径的高斯平滑滤波方法的比较分析虽然 GRACE 卫星数据球谐系数的高阶部分包含了更多的重力场细节信息, 但是随着球谐系数阶数的增加, 导致重力场模型系数的误差迅速增大, 密度变化的估计误差也增大. 因此 Jekeli[3]引入了平滑函数对球谐系数进行平滑处理, 以降低高阶的球谐系数产生的噪声影响.对地球表面质量的密度变化做平滑处理: , sin , W


本文编号：2980036