2002年3月成功发射的美德合作GRACE低轨重力卫星，提供了空间分辨率约为200km而时间分辨率为1个月的地球重力场模型序列，根据GRACE月重力场模型计算地球重力场时变，将对固体地球物理、海洋物理、气候学以及大地测量等学科有重要的意义。 论文的主要内容概括如下： (1)本文首先介绍了GRACE卫星重力计划及其成果，并对主要的GRACE重力场模型内外符合精度进行了分析，结果表明GRACE重力场模型在90阶以下的中长波部分较EGM96具有明显的改善，GRACE重力卫星在一定程度上提供了重力场空白区的中长波信息。 (2)系统地研究、消化和总结了重力异常的球谐系数表达式，介绍了利用GRACE重力场模型计算重力场变化的方法。GRACE重力场模型的高阶误差占主要成分，利用高斯滤波对时变模型的高阶部分进行降噪处理，编制了利用时变模型计算月重力场变化的程序包。计算过程中对高斯滤波器平滑半径的选取、时变重力场阶数的选择等进行了对比计算。计算表明GRACE卫星的结果可用于研究时间尺度为月的重力场变化，并显示出一定范围的周期性以及局部地区的非规律性变化。这些变化对研究海平面变化、陆地水储量变化和大气质量的重新分布，以及地震火山活动、板块运动等潜在的地球动力学过程有非常重要的意义。 (3)利用GRACE重力场模型计算了汶川地区的重力异常，并对异常情况及异常水平梯度带做了定性分析。同时利用时间尺度分别为一星期和一个月的时变重力场模型对汶川震区进行了同震重力变化计算，结果显示汶川地区震后重力变化存在由低到高的变化过程。