تلفیق مشاهدات GNSS و فاصله جفت ماهواره GRACE به کمک فیلترکالمن بی اثر (مطالعه موردی: بازیابی میدان گرانش شبیه سازی شده)

با پیشرفت صنایع فضایی، توسعه علوم ماهواره ای، بررسی ارتباط متقابل مدار ماهواره ها و طراحی ماموریت های زمین- پژوهشی فضایی، تعیین میدان گرانش و مدل سازی تغییرات آن همواره مورد توجه قرار گرفته است. امروزه گیرنده های سامانه موقعیت یابی جهانی امکان تعیین موقعیت ماهواره های گرانی سنجی همچون GRACE را تا حد زیادی تسهیل کرده است. با دراختیار داشتن اطلاعات سینماتیکی و دینامیکی ماهواره همچون موقعیت و سرعت می توان به تقریب قابل قبولی از میدان گرانش زمین رسید و تغییرات آن را در طول زمان ردیابی و بررسی کرد. لزوم برآورد و تخمین دقیق تر مدار ماهواره های گرانی سنجی در تعیین میدان گرانشی دقیق تر و صحیح تر، پژوهشگران را به سمت توسعه و بهبود ابزار اندازه گیری و روش های برآورد مدار ماهواره ها سوق داده است. در این پژوهش در مرحله نخست با دو روش مشتق گیری عددی و فیلترکالمن گسترش یافته، توانایی مشاهدات GPS در بازسازی مشاهدات فاصله یاب رادیویی (KBR) بررسی و در ادامه توانایی این فیلتر در تلفیق مشاهدات GPS و KBR با نتایج فیلتر کالمن بی اثر مقایسه می شود؛ نتیجه این مقایسه، بهبود حدود ده برابری را نشان می دهد. پس از آن به منظور بررسی دقت روش پیشنهادی از منظر عملی، با استفاده از روش شتاب و مدارهای برآورد شده در مرحله پیشین، میدان گرانش EGM96 تا درجه و مرتبه 70 بازیابی و خروجی روش ها در ابتدا با واریانس درجه و سپس از منظر اختلاف ارتفاع ژئوئیدی با میدان مرجع بررسی می شود. نتایج این مرحله نیز بهبود تقریبا ده برابری اختلاف های واریانس درجه و کمتر از ده برابر برای ارتفاع های ژئوئیدی را نشان می دهد.