利用天琴计划探测地球自由振动

测量地球自由振动对于研究地球大尺度结构具有重要作用。空间技术发展为通过测量星际间距离提供了观测这些正常模式的潜在方法。然而，来自地球低度重力场的干扰，使得低轨道重力测量卫星如GRACE和天琴-2难以直接从地球自由振动信号中提取信息。本文提出，利用高轨道，天琴卫星可有效避免此类干扰，从而实现对地球自由振动的直接测量。我们推导了描述天琴中地球自由振动响应的解析波形。基于此波形，我们使用贝叶斯分析从数值模拟数据中提取正常模式并进行参数估计。我们的发现表明，对于一次7.9级类似汶川地震引发的自由振动，其信噪比（SNR）为73，可鉴别约9种不同的振动模式。此结果表明天琴可为探测地球自由振动和独立于基于地面的重力测量研究地球内部结构和地震提供新的窗口。