Исследование погрешности орбиты альтиметрических спутников по радиус-вектору

Одним из эффективных методов изучения гравитационного поля Земли (ГПЗ) в Мировом океане является метод спутниковой альтиметрии. Сущность данного метода заключается в определении высоты морской поверхности (МП), приближенно совпадающей с геоидом, по радиолокационным измерениям со спутника, движущегося по известной орбите. Погрешности определения геоида можно разделить на следующие группы: орбитальные ошибки положения спутника по радиус-вектору; остаточное влияние внешней среды на прохождение радиосигнала и отклонение МП от геоида в момент измерения; инструментальные ошибки измерений высоты спутника над МП.
Оценить инструментальные ошибки и погрешности учета влияния внешней среды можно при анализе альтиметрических измерений, выполненных по океанографическим программам вдоль повторяющихся трасс [4]. Орбитальная ошибка определения положения спутника в большей части обусловлена влиянием погрешности модели движения и обладает свойством географической корреляции, поэтому в разностях измеренных высот между повторяющимися трассами орбитальная погрешность не проявляется. Исследуем эту погрешность в рамках альтиметрического метода.
В настоящее время погрешность орбиты по радиус-вектору средневысотных спутников составляет 2-5 см [8-10]. Это достигается применением: высокоточных двухчастотных радиоизмерительных систем (типа DORIS, PRARE); навигационных определений по линиям «спутник - пункт», «спутник - спутник»; лазерных наблюдений. Использование таких орбит позволяет вычислять точные профили высот МП. Лучшие результаты достигаются для океанографических спутников (Торех / Poseidon, Jason-1,2), выполняющих измерения вдоль повторяющихся трасс.
Один из эффективных методов контроля качества профилей МП основан на анализе разностей высот в точках их пересечения с учетом того, что в осредненном профиле влияние динамических факторов ослаблено. Методика исследований включала подбор модели орбитальной погрешности с минимальным составом параметров, позволяю¬щей достигнуть остаточных расхождений высот в точках пересечения трасс на уровне случайной погрешности альтиметрических измерений. Для альтиметрических измерений Topex/Poseidon (120 циклов) [5], проведена предварительная обработка, включающая: учет поправок; отбраковку; фильтрацию; вычисление средних высот МП вдоль трасс с дискретностью 1 с. Всего было получено 254 профиля (полувитка), представляющих собой каркас профилей МП (рис. 1). Общее число высот более 561 000.