地球重力场变化反映地球系统物质质量的重新分布，由此可利用重力场观测分析地球系统物质的迁移和交换。在季节和年际尺度上，地球系统质量的变化主要来自地球表层大气、海洋、陆地各系统间水质量的交换，如降雨-河流输运-水蒸发和冰川、北极冰盖融化等。陆地区域或流域水储量变化来自降雨、土壤水分蒸发蒸腾、河流输运以及向深层地下的渗透等过程，通过卫星重力场变化观测能够反映各种尺度综合水储量的改变，由此实现将单个水循环分量从陆地水储量变化数据中分离，评估陆地水循环分量的变化并应用于水资源管理及水循环研究，具有重要意义。本项目的研究主题是“基于卫星重力场的数据同化及其在水循环研究中的应用”，其主要科学目标是建立基于卫星重力场的流域陆地水储量变化的陆面水文数据同化方案以给出水储量平衡方程各陆面变量，将区域尺度、月际尺度的水储量距平降解到水平、垂直以及实时的变化，以实现将卫星重力场观测应用于土壤水及地下水储量变化监测。