顾及星敏感器安装矩阵校正的GRACE-FO姿态数据处理研究
简介：如何获取高精度的姿态数据是重力卫星载荷数据处理的重要研究内容.GRACE-FO的每颗卫星均搭载了 3颗星敏感器和1个陀螺仪,融合这两类载荷的测量数据是获得高精度姿态数据的重要途径.本文首先根据星敏感器测量噪声具有各向异性的特点,建立了星敏感器安装矩阵标定算法;其次,建立了星敏感器低频误差处理方法,使用滑动平均方法抑制低频误差;然后,基于Gibbs矢量建立了四元数改正量和陀螺仪偏差改正量为状态向量的间接Kalman滤波算法;最后,使用GRACE-FO Level-1A数据进行验证,并分析其对时变重力场的影响.结果表明,以其中1个星敏感器为基准,校正另外两颗星敏感器安装矩阵时,解算的卫星姿态差异较小,经过星敏感器安装矩阵校正后,可以降低姿态数据在1个轨道周期(CPR)处的低频误差.根据建立的星敏感器低频误差处理策略,可以较好地压制30 CPR频段内的星敏感器低频误差.对于星敏感器和陀螺仪融合,相较于JPL结果,本文解算的姿态数据为0.000 5～0.1 Hz,具有更低的噪声,充分发挥了载荷最大性能.对时变重力场模型反演的影响,从反演的时变重力场的阶方差和等效水高差异上看,基于不同姿态数据解算的时变重力场模型精度基本一致,目前姿态数据精度的提升对时变重力场模型精度影响较小.展开
学者：梁磊王长青黄令勇黄志勇于瑶瑶钟敏闫易浩穆庆禄
关键词：GRACE-FO卫星姿态星敏感器低频误差安装矩阵校正间接Kalman滤波
在线出版日期：2026-04-01 （网站首发日期）
