
Спутниковая альтиметрия.
Измерения при помощи радиовысотомера расстояний до поверхности океана дают мощное средство для изучение фигуры геоида и топографии Мирового океана.
Реализация
метода основывается на использовании
уравнений поправок, связывающих
определяемую высоту геоида
с измеренной высотой спутника
над уровнем моря.
где
большая
полуось эллипсоида;
эксцентриситет;
геоцентрический
радиус-вектор спутника. Неизвестными
в формуле являются
и
.
Уравнения спутниковой альтиметрии могут быть представлены таким образом, что неизвестными в них будут поправки координат станций наблюдения и элементы орбиты. Возможно также введение в качестве неизвестных параметров гравитационного поля или аномалий силы тяжести.
С использованием радиовысотомерных данных ИСЗ были получены модели гравитационного поля Земли.
Метод позволил выявить коротковолновые вариации высот геоида с длинами волн от нескольких десятков до нескольких сотен километров. Были получены детальные карты высот геоида. Методом спутниковой альтиметрии получен большой объём информации о топографии Мирового океана, скорости приводного ветра, уклонах поверхностей морей. Использовались возможности метода для изучения рельефа районов, покрытых льдом, поверхностей внутренних водоёмов.
Измерения по линии спутник – спутник.
Метод позволяет изучать тонкую структуру гравитационного поля Земли.
В первом варианте измерения ведутся между двумя спутниками движущимися по низкой орбите.
Второй вариант предусматривает наблюдение на низкой орбите с высокого ИСЗ (например, стационарного).
Расчёты показывают, что при движении
спутников на высоте 200 км и на расстоянии
друг от друга также 200 км можно надёжно
определить аномалию силы тяжести для
трапеций размером
,
что соответствует разложению геопотенциала
до
.
Относительные доплеровские измерения
при этом должны выполняться с ошибкой,
меньшей 0,1 мм/с. Кроме относительных
скоростей могут измеряться относительные
расстояния и углы между направлениями
на спутники с помощью бортового телескопа.
Метод спутниковой градиентометрии.
Кроме метода спутниковой альтиметрии и использования наблюдений по линиям спутник-спутник ведётся разработка метода спутниковой градиентометрии как весьма эффективного средства для изучения тонкой структуры гравитационного поля Земли.
Измеряемыми величинами в методе
спутниковой градиентометрии являются
вторые производные геопотенциала. При
этом исходят из того, что градиенты
геопотенциала более чувствительны к
аномалиям силы тяжести, чем гармонические
коэффициенты геопотенциала. Достоинства
метода обусловлены также слабой
зависимостью результатов измерений от
влияния топографии, вертикальных
ускорений. Методом спутниковой
градиентометрии можно получить
гармонические коэффициенты геопотенциала
в разложении по сферическим функциям
до
.
Особенно он эффективен для изучения
весьма тонкой структуры геопотенциала,
когда
.