The gravity recovery and climate experiment follow-on (GRACE-FO) satellites, launched in May of 2018, are equipped with geodetic quality GPS receivers for precise orbit determination (POD) and gravity recovery. The primary objective of the GRACE-FO mission is to map the time-variable and mean gravity field of the Earth. To achieve this goal, both GRACE-FO satellites are additionally equipped with a K-band ranging (KBR) system, accelerometers and star trackers. Data processing strategies, data weighting approaches and impacts of observation types and rates are investigated in order to determine the most efficient approach for processing GRACE-FO multi-type data for precise orbit determination and gravity recovery. Two GPS observation types, un-differenced (UD) and double-differenced (DD) observations in general can be used for GPS-based POD and gravity recovery. The GRACE-FO KBR observations are mainly used for gravity recovery, but they can be also used for POD to improve the relative orbit accuracy. The main purpose of this paper is to study the impacts of the DD, UD and KBR observations on GRACE-FO POD and gravity recovery. The precise orbit accuracy is assessed using several tests, which include analysis of orbital fits, satellite laser ranging residuals, KBR range residuals and orbit comparisons. The gravity recovery is validated by comparing different gravity solutions through coefficient-wise comparison, degree difference variances and water height variations over the whole Earth and selected area and river basins.

中文翻译：

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GRACE-FO 精确定轨和重力恢复

2018 年 5 月发射的重力恢复和气候实验后续 (GRACE-FO) 卫星配备了大地质量 GPS 接收器，用于精确定轨 (POD) 和重力恢复。GRACE-FO 任务的主要目标是绘制地球的时变和平均重力场图。为实现这一目标，两颗 GRACE-FO 卫星都额外配备了 K 波段测距 (KBR) 系统、加速度计和恒星跟踪器。研究了数据处理策略、数据加权方法以及观测类型和速率的影响，以确定处理 GRACE-FO 多类型数据以实现精确定轨和重力恢复的最有效方法。两种 GPS 观测类型，非差分 (UD) 和双差分 (DD) 观测通常可用于基于 GPS 的 POD 和重力恢复。GRACE-FO KBR观测主要用于重力恢复，但也可用于POD以提高相对轨道精度。本文的主要目的是研究DD、UD和KBR观测对GRACE-FO POD和重力恢复的影响。精确的轨道精度通过多项测试进行评估，包括轨道拟合分析、卫星激光测距残差、​​KBR 距离残差和轨道比较。通过在整个地球和选定区域和河流流域的系数比较、度差方差和水高变化来比较不同的重力解，从而验证重力恢复。GRACE-FO KBR观测主要用于重力恢复，但也可用于POD以提高相对轨道精度。本文的主要目的是研究DD、UD和KBR观测对GRACE-FO POD和重力恢复的影响。精确的轨道精度通过多项测试进行评估，包括轨道拟合分析、卫星激光测距残差、​​KBR 距离残差和轨道比较。通过在整个地球和选定区域和河流流域的系数比较、度差方差和水高变化来比较不同的重力解，从而验证重力恢复。GRACE-FO KBR观测主要用于重力恢复，但也可用于POD以提高相对轨道精度。本文的主要目的是研究DD、UD和KBR观测对GRACE-FO POD和重力恢复的影响。精确的轨道精度通过多项测试进行评估，包括轨道拟合分析、卫星激光测距残差、​​KBR 距离残差和轨道比较。通过在整个地球和选定区域和河流流域的系数比较、度差方差和水高变化来比较不同的重力解，从而验证重力恢复。对 GRACE-FO POD 和重力恢复的 UD 和 KBR 观测。精确的轨道精度通过多项测试进行评估，包括轨道拟合分析、卫星激光测距残差、​​KBR 距离残差和轨道比较。通过在整个地球和选定区域和河流流域的系数比较、度差方差和水高变化来比较不同的重力解，从而验证重力恢复。对 GRACE-FO POD 和重力恢复的 UD 和 KBR 观测。精确的轨道精度通过多项测试进行评估，包括轨道拟合分析、卫星激光测距残差、​​KBR 距离残差和轨道比较。通过在整个地球和选定区域和河流流域的系数比较、度差方差和水高变化来比较不同的重力解，从而验证重力恢复。