地磁场与校准参数的联合估计：利用平台磁强计数据建模地球磁场
地球物理
2021-03-17 v1
摘要
地磁场模型依赖于具有高空间和时间分辨率的磁数据。诸如 CHAMP 和 Swarm 等专用磁测任务中的低地球轨道卫星磁数据在构建此类模型中起着关键作用。遗憾的是，在 2010 年 CHAMP 结束至 2013 年底 Swarm 发射之前，没有来自此类卫星的磁数据。这限制了我们在该间隙期内恢复 3 年及以下时间尺度信号的能力。用于导航目的的卫星所搭载平台磁强计提供的磁数据，若经过仔细校准，或有助于填补这一数据空白。早期研究已表明，可使用固定的参考场模型对平台磁强计数据进行校准。然而，该方法可能导致校准参数存在偏差。一种替代方案已被提出，其形式为联合估计方案，即同时估计校准参数与内源地磁场模型。在此，我们基于 CHAOS 框架开发了一种方案，涉及地磁场模型与平台磁强计校准参数的联合估计。利用我们的实现，我们得以结合 CHAMP、Swarm 的卫星磁数据、地面观测台的长期变化数据，以及 CryoSat-2 和 GRACE 的平台磁强计数据，推导出 2008 至 2018 年的地磁场模型。通过实验，我们探究了地磁场估计值与校准参数之间的相关性，并提出了避免这些相关性的建议。我们发现，平台磁强计数据提供了关于长期加速度的额外信息，尤其在间隙期内的太平洋区域。本研究进一步证明，在地磁场建模中使用平台磁强计数据是有益的。
引用
@article{arxiv.2103.09078,
title = {Co-estimating geomagnetic field and calibration parameters: modeling Earth's magnetic field with platform magnetometer data},
author = {Clemens Kloss and Christopher C. Finlay and Nils Olsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09078},
year = {2021}
}
备注
28 pages, 10 figures