آنالیز گرادیان های جاذبی ماهواره هایgrace برای بازیابی میدان ثقل زمین

بازیابی میدان جاذبه زمین در مقیاس جهانی به صورت ضرایب هارمونیک کروی با استفاده از مشاهدات ماهواره های اختصاصی ثقل سنجی، به روش های مختلفی صورت می گیرد. برای بازیابی از روش اندازه گیری شتاب و روش انتگرال انرژی استفاده شده است. در این دو روش، محاسبه بردار شتاب و سرعت ماهواره برای بازیابی میدان جاذبه با استفاده از روش های مشتق گیری عددی ضروری می باشد. روش های مشتق گیری نیوتن، اسپیلاین و تیلور و فوریه برای محاسبه مشتقات (بردار شتاب و سرعت) بکار گرفته شده اند. مشاهدات دینامیکی شبیه سازی شده ماهواره grace در میدان متأثر از مدل ژئوپتانسیلی egm96 مورد استفاده قرار گرفته اند و با استفاده از روش های مذکور ضرایب ژئوپتانسیلی تا درجه و مرتبه 70 بازیابی شده اند. همچنین تأثیر white noise و colored noise و نیز مشاهدات اشتباه نیز در روش های مشتق گیری بررسی شده اند. در نهایت نتایج به صورت اختلاف ارتفاعات ژئوئید و degree variance نسبت به ضرایب مدل egm96 نمایش داده شده اند. بهترین نتیجه در ارتباط با اختلاف ارتفاعات ژئوئید در ایران در بازیابی به روش شتاب مربوط به روش تیلور می باشد که ماکزیمم و مینیمم این اختلاف به ترتیب و متر می باشد. در روش انتگرال انرژی نیز بهترین نتیجه مربوط به روش نیوتن می باشد که ماکزیمم و مینیمم این اختلاف ارتفاع به ترتیب و سانتی متر می باشد. برای مشاهدات بدون نویز روش انتگرال انرژی نتایج دقیقتری را نسبت به روش شتاب با داشتن انحراف معیار کوچکتر داشته است. در بازیابی میدان جاذبه به روش شتاب روش اسپیلاین بیشترین دقت را نشان داد اما در روش انتگرال انرژی نتایج وابسته به نوع داده ها می باشد یعنی برای داده های آغشته به white noise روش نیوتن بیشترین دقت را داشته وبرای داده های بدون نویز و نیز داده های آغشته به colored noise روش تیلور بیشترین دقت را داشته اند. اما این شرایط برای outlier ها کاملاً متفاوت می باشد بدین معنا که در بازیابی به روش مشاهدات شتاب، روش تیلور بیشترین دقت را داشته و در روش انتگرال انرژی روش اسپیلاین.