面向未来卫星重力任务的量子传感器真实噪声建模

从太空测绘地球重力场为深入了解气候变化、水文与生物圈演化以及地震活动提供了宝贵信息。当前的卫星重力测量任务已经证明了重力数据在理解全球质量输运现象、气候动力学和地质过程中的效用。然而，最先进的测量技术面临噪声和长期漂移的限制，这些限制会传播到地球时变重力场的恢复中。量子传感器，尤其是冷原子干涉 (CAI)，为提高空基重力测量的精度和稳定性提供了前景。因此，由于 CAI 具有高精度和高准确度测量重力和梯度的潜力，特别是在低频（亚 mHz）下，它已成为未来重力卫星任务的一种有前景的测量技术。本研究探讨了 CAI 加速度计和重力梯度仪对卫星姿态测量误差的敏感性。我们探索了低低卫星跟踪和重力梯度测量概念，并建立了相应的测量和关联误差的解析模型。我们为 CAI 参数选择了一个极具挑战性的场景，展示了提高空间重力测量仪器精度和能力的潜在路径。我们比较了两种工作模式：并发模式（在另一个原子云移动到干涉腔时生成新的原子云）和顺序模式（原子云生成和干涉在同一位置发生），以减轻姿态角速率不准确已知对科里奥利加速度的影响。顺序模式显示出减少这些影响的潜力，因为原子云具有初始零速度。[...]