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首先基于能量守恒原理推导了更加严密的地固系能量守恒方程,然后利用模拟数据对其进行了精度分析,结果表明:公式中必须包含随时间变化的摄动位。最后给出了基于改进地固系能量守恒方程反演地球重力场模型的数学模型,并利用1个月GRACE卫星轨道模拟数据分析精度,结果表明:计算误差比参考模型本身精度小4~8个量级,比信号精度小2~3个量级。因此,本文推导的地固系能量守恒公式有足够的精度去恢复地球重力场模型,可用于卫星重力数据的处理,获得高精度重力场模型。