GRACE卫星
1简介：
GRACE是德国和美国联合研制和发射的重力卫星，重要科学目标是提供高精度和高空间分辨率的静态及时变地球重力场，是两颗卫星的组合，于2002
年3月17日发射升空，通过K波段微波系统精确测定出两颗星之间的距离及速率变化来反演地球重力场，设计寿命为5年，圆形近极轨卫星，倾角为89°，
初始平均高度为500Km，两颗星之间的距离为220Km。
美国的CSR（Center for Space Reserach of the University Texas in Austin）及德国的GFZ（GeoForschungsZentrum）是最早获得GRACE地球重力场的研究机构，其中CSR发布了第一个GRACE地球重力场模型GGM01，该模型在半波长为300Km尺度上，确定大地水准面精度约为0.02m；德国GFZ早期也发布与GGM01模型精度相近的GRACE地球重力场模型——EIGEN-GRACE01S，这两种模型都没有采用地面、海洋、航空重力测量数据及其他卫星跟踪资料，但中长波部分精度却有明显的提高，证实了GRACE实现其预期科学目标的可行性，随着GRACE卫星观测资料的日益增多，处理卫星资料方法的进一步完善，国际上一些研究机构又推出了一系类更高精度的GRACE产品，比如EIGEN-GR
ACE02S是GFZ的2004年产品，在半波长为1000km的空间分辨率确定的大地水准面精度好于0.001m，而且此模型计算的海洋重力异常能和重力异常数据（NIMA数据）符合得很好。
2 GRACE卫星的一些显著特点：
卫星轨道低，对地球重力场敏感度高；利用差分观测方式，抵消了测量中的
许多公共误差；星载GPS接收机能同时接收到多颗GPS卫星，使确定的卫星轨道精度提高；星载三轴加速度仪直接测量了非保守力摄动加速度，不再需要把大气阻力、太阳光压等非保守力模型化；卫星上的K波段微波测距和测速系统实现了两颗星之间速率变化的测定精度好于10（-6）m/s；卫星上装有激光发射镜，实现了人卫激光测距的辅助定轨和轨道的检核；卫星上还装载了确定卫星方位的恒星照相机阵列及其他设备，给出了高精度的卫星姿态，星载加速度数据的正确解释。
2004年8月底，GRACE资料全球公开，极大地推动了GRACE卫星观测资料的研究，其主要研究内容集中在以下几方面：利用GRACE资料确定高精度地球重力场，研究大地水准面和重力异常，利用GRACE时变重力场研究地球表面流体质量的季节性分布变化，特别是全球水质量分布变化。
3卫星的构造：
为保证两颗卫星的星载测量系统不受卫星形变的影响,GRACE卫星的所有科学仪器都安置在热膨胀系
数非常低的弹性高压碳纤材料制成的平台上。
GRACE卫星装载了多种先进精密的测控设备，由此组成完成不同任务的测量系统，主要包括：
①超稳定振荡器系统(USO)：提供K波段测距系统与GPS接收机的频率生
成和时间标定;
②BJGPS接收机系统：跟踪GPS卫星星座的GPS信号并进行数字信号处
理，同时提供GPS掩星大气探测试验数据;
③恒星敏感器系统(SCA)：利用每颗卫星的双恒星敏感器精密测定卫星在
惯性坐标系中的姿态;
④三轴稳定姿态控制系统(ACs)：利用恒星敏感器、惯性敏感器和一个冷
燃气推进姿态粗校系统(一个推进系统由若干个微推进器组成)，以及卫星姿态精校磁力矩装置组成;
⑤质心调节装置(CMT)：精密测量卫星质心与加速度计检测质量中心的偏
差并进行校正;
⑥加速度计系统(ACC)：利用位于每颗卫星质量中心的加速度计精密测定
作用于卫星的非保守力;
⑦K波段测距系统(KBR)：精密测定两颗GRACE卫星之间距离及其变率;
⑧激光反射器系统(LRR)：地面激光跟踪网对GRACE卫星的激光测距，通
过与GPS数据的联合实现卫星的精密轨道确定;
⑨S波段数据发射天线(SB)：将存储在卫星上的数据传回地面数据接收
站。
GRACE卫星利用上述的星载系统完成各种数据的采集，由卫星装载的1750一A微处理器操控轨道和姿态控制子系统、供电子系统、温控子系统的监测数据处理与日常维护，并在一定程度上执行粗差的探测、分离和恢复操作，完成卫星姿态校正和数据实时传输的任务。为了完成应用于地球重力场的探测,GRACE主要搭载的星上设备包括:
①星载GPS接收机，可实现GPS星座对GRACE卫星轨道的连续跟踪;
②高精度星载加速度计，用于精密测定卫星的非保守力影响;
③K波段微波测距系统，用于两颗GRACE卫星之间的精密跟踪测距;
④恒星敏感器，用于精密测量GRACE卫星的姿态。
GRACE卫星计划的实施目标为:
(l)测定中长波地球重力场的静态部分。其中，长波5000km分辨率的大地水准面期望精度为0.0lmm，中波500km到500Okm分辨率的大地水准面期望精度为0.0lmm到0.lmm：比CHAMP的测定精度提高2个数量级。
(2)监测15~30天或更长时间尺度长波重力场的时变特征。大地水准面
年变化的期望精度为0.0lm耐year到0.00lmm/year。
(3)探测和研究大气、电离层环境。
利用GPS/GRACE掩星技术，特别是两颗GRACE卫星的GPS载波相位差信息，可以精密测量大气的水
汽含量与温度梯度；利用GPS/GRACE散射技术可以确定电离层电子密度分布；利用星载加速度计的非保守力测量以确定大气密度及其随时间变化，但是需要考虑对加速度计测量结果施加除大气阻力外的其它非保守力改正。
4相关GRACE的网站:
lorado.edu/grace/dataportal.html这个网站是GRACE入门分析的：
2 www.csr.utexas.edu/grace/需要注册
注册后数据下载这里下载的是level-2的数据
下载下来的数据用notpad打开的
5 GRACE数据的下载：百度数据恢复
1、浏览器中打开：icgem.gfz-potsdam.de/ICGEM/ICGEM.html 这个
网址：静态重力场
2.然后点击左侧Models from Dedicated Time Periods

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