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Modeling Orbit Dynamics of FORMOSAT-3/COSMIC Satellites for Recovery of Temporal Gravity Variations

机译：FORMOSAT-3 / COSMIC卫星的轨道动力学建模，以恢复时间重力变化

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The precise GPS high–low tracking data from the joint Taiwan–USA mission FORMOSAT-3/COSMIC (COSMIC) can be used for gravity recovery. The current orbital accuracy of COSMIC kinematic orbit is 2 cm and is better than 1 cm for 60-s normal points. We model the perturbing forces acting on the COSMIC spacecraft based on standard models of orbit dynamics. The major tool for the numerical work of force modeling is NASA Goddard''s GEODYN II software. Considering that COSMIC spacecrafts are not equipped with accelerometers, the accelerations due to atmospheric drag, solar radiation pressure, and other minor surface forces are modeled by estimating relevant parameters over one orbital period from COSMIC''s kinematic and reduced dynamic orbits. We carry out experimental solutions of time-varying geopotential coefficients using one month of COSMIC kinematic orbits (August 2006). With the nongravity origin forces properly modeled by GEODYN II, residual orbital perturbations (difference between kinematic and reference orbits) are assumed to be linear functions of time-varying geopotential coefficients and are used as observations to estimate the latter. Both COSMIC and combined COSMIC and GRACE gravity solutions are computed. The COSMIC solution shows some well-known temporal gravity signatures but contains artifacts. The combined COSMIC and GRACE solution enhances some local temporal gravity signatures in the GRACE solution.
机译：来自台湾-美国联合任务FORMOSAT-3 / COSMIC（COSMIC）的精确GPS高低跟踪数据可用于重力恢复。 COSMIC运动轨道的当前轨道精度为2 cm，并且对于60 s正常点优于1 cm。我们基于轨道动力学的标准模型对作用在COSMIC航天器上的微扰力进行建模。力建模数值工作的主要工具是NASA Goddard的GEODYN II软件。考虑到COSMIC航天器未配备加速度计，通过从COSMIC的运动学轨道和简化的动态轨道估算一个轨道周期内的相关参数，可以模拟由于大气阻力，太阳辐射压力和其他较小的表面力引起的加速度。我们使用一个月的COSMIC运动轨道进行了时变地势系数的实验解决方案（2006年8月）。利用GEODYN II正确建模的非重力原点力，剩余的轨道扰动（运动轨道与参考轨道之间的差）被假定为随时间变化的地势系数的线性函数，并用作观测值来估计后者。既计算了COSMIC，又计算了COSMIC和GRACE的组合重力解。 COSMIC解决方案显示了一些众所周知的时间重力签名，但其中包含伪影。结合的COSMIC和GRACE解决方案增强了GRACE解决方案中的一些局部时间重力特征。

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