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作为美国航空航天局(NASA,National Aeronautics and Space Administration)和德国地学研究中心(GFZ,German Research Centre for Geosciences)联合研制的重力编队卫星,为了高精度测量地球重力场和地表质量变化,保证科研任务之间的连续性,GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)和 GRACE-FO(GRACE Follow-On)卫星采用相同的外观和轨道设计。不同于GRACE卫星搭载的BlackJack接收机,GRACE-FO卫星搭载了新型的GNSS接收机—TriG接收机,用于满足多GNSS系统发展形势下NASA对不同科研任务的需求。GRACE卫星定轨策略和定轨精度己趋于成熟,但是目前尚无GRACE-FO卫星轨道精度综合性评估研究。本文针对GRACE和GRACE-FO卫星观测数据质量以及PCV(Phase Center Variation)模型、卫星姿态信息和重力场模型对轨道精度的影响进行分析。主要研究内容及所得结论如下:(1)提出了一种星载GPS相位周跳探测的EEM(Enhance Error Method)方法,实现了星载GPS小于一周的小周跳的探测。与传统TurboEdit方法进行对比,发现EEM对各GPS卫星信号周跳探测能力更为突出,考虑GRACE和GRACE-FO卫星星载GPS观测数据量的情况下,探测结果表明GRACE-FO卫星周跳发生的概率与GRACE只有微小差异。(2)对GRACE和GRACE-FO卫星星载GPS数据质量进行了对比分析,发现了两组编队卫星观测数据受电离层延迟和多路径效应等误差影响的异同点。尽管观测时段不同,但GRACE和GRACE-FO单天各GPS卫星电离层延迟变化率并无明显不同,通过TurboEdit方法对周跳发生历元进行验证,发现较大的电离层延迟变化的确与周跳的发生有关。GRACE-A卫星MP2和MP1差值要大于其它三颗卫星,平均差值可以达到23 cm,并且GRACE-FO卫星MP1更易受低高度角的影响。结合其他质量指标可以得出TriG和BlackJack接收机性能一样优越这一结论。(3)在轨估计了 GRACE和GRACE-FO卫星PCV改正模型,发现TriG接收机受信号串扰误差影响更小这一特点。通过与BlackJack接收机PCV改正模型进行对比,发现伴飞星GRACE-D使用掩星接收机探测大气温度和湿度信息时,并不会对星载GNSS测量造成较大干扰,因此GRACE-C和GRACE-D卫星多路径误差更为接近。(4)分析了 PCV模型、姿态模型和重力场模型对GRACE和GRACE-FO卫星轨道精度的影响,优化了 GRACE-FO卫星精密定轨方案。将PCV改正引入定轨解算中,运动学和简化动力学轨道残差RMS分别减少0.4-0.5 mm和0.6-0.9 mm。SLR检核结果证实了 GRACE和GRACE-FO卫星观测数据质量和定轨结果的可靠性。利用拟合后的轨道坐标和速度向量计算卫星标称姿态,与实测姿态信息定轨结果进行比较,发现标称姿态完全可以代替实测姿态用于GRACE-FO卫星精密定轨研究中。进一步研究了不同类型、不同阶次的重力场模型对定轨精度的影响,发现110 × 110阶的EGM2008和EIGEN-6C4模型更为适合GRACE和GRACE-FO简化动力学轨道解算。