淺論gps水準(zhǔn)高程擬合模型研究

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1、東北大學(xué)碩士學(xué)位論文GPS水準(zhǔn)高程擬合模型研究姓名：張旭東申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：馬洪濱2002.12.1東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要GPS水準(zhǔn)高程擬合模型研究摘要f水準(zhǔn)高在工程實際應(yīng)用中有著不可替代的地位。傳統(tǒng)的幾何水準(zhǔn)測量方法，勞葫強(qiáng)度大、效率低、花費大、實時性差；GPS定位技術(shù)雖然可以提供高精度的大地高，但是在計算正常高的轉(zhuǎn)換技術(shù)上卻存在很大的困難。自然，提高GPS水準(zhǔn)高程的精度，用GPS水準(zhǔn)代替幾何水準(zhǔn)，歷來是測繪界研究的一個重要課題。，1GPS水準(zhǔn)高程擬合模型研究的目的就是在于運用不同的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行模型優(yōu)選，實現(xiàn)GP

2、S大地高和正常高之間的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而提高GPS水準(zhǔn)精度，其技術(shù)意義和實用價值都是十分深遠(yuǎn)的。《在基于數(shù)值分析的擬合技術(shù)上，數(shù)學(xué)模型的研究不夠深入，單種模型的擬合結(jié)論不具有說服力，更缺乏多種模型的對比研究、實驗和精度評定。而且在模型實踐執(zhí)行的問題上，數(shù)據(jù)處理較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，僅僅徘徊在理論上探討，并沒有很大的進(jìn)展。，IW---y+本文首先收集、查閱、分析了近幾年來國內(nèi)外獲取水準(zhǔn)高的研究和應(yīng)甩j／針對目前的研究現(xiàn)狀和存在f．q題，著重從幾何模型解析逼近的角度出發(fā)，討論了多項式、高階回歸、多面函數(shù)、曲面樣條、加權(quán)平均法、移動曲面和抗差推估七種擬合技術(shù)

3、，加以組合、改進(jìn)擴(kuò)展了十幾種數(shù)學(xué)模型，并運用抗差推估的原理嘗試粗差剔除，理論研究結(jié)合實際實踐，提出了GPS水準(zhǔn)替代常規(guī)幾何水準(zhǔn)實現(xiàn)高程控制的方法和應(yīng)用。斗一)一粗差剔除是本文擬合研究的一個重要基礎(chǔ)，抗差推估的作用就是實現(xiàn)其目的。／文中分析了它的原理，提出了判定標(biāo)準(zhǔn)，形成三種抗差推估模型，然后將它用于＼、實踐。結(jié)果表明抗差推估很大程度上可以排除含有粗差或誤差較大、不符合總體地形趨勢的宏觀地物特征或不兼容的參考點。，V—x，’擬合技術(shù)的研究中，文中對高階回歸的完全式和非完全式做了詳細(xì)分析，并列表總結(jié)其擬合特性。f多項式是非完全式高階回歸的特例，平

4、面、相關(guān)平面、二次曲面和三次曲面則是多項式的典型數(shù)學(xué)模型，實驗研究表明，三次曲面在平坦地區(qū)、數(shù)據(jù)點較多的情況下，可以代替二次曲面做整體擬合，擬合精度顯著提高。多面函數(shù)中正、倒雙曲面的光滑因子6取值對擬合精度有嚴(yán)重影響，卻不易定位，文中根據(jù)數(shù)學(xué)模型和試驗分析，導(dǎo)出了6的近似計算公式，改善了其不確定性，·II·東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要提高了擬合精度。移動曲面屬于逐點內(nèi)插技術(shù)之一，文中在原有的理論基礎(chǔ)上，改進(jìn)其數(shù)學(xué)模型，提出了變化曲面移動和抗差推估移動技術(shù)，考慮地貌特征，把擬合曲面劃分成一個個小塊連續(xù)光滑的地面，根據(jù)選點的質(zhì)量和數(shù)目，對待定點加以擬

5、合，一定程度上改善和提高了GPS水準(zhǔn)高程的精度。應(yīng)用實例本文采用了沈陽市平坦地區(qū)、廈門市丘陵地區(qū)和盤錦市靠海地區(qū)的GPS實測數(shù)據(jù)和幾何水準(zhǔn)資料，進(jìn)行模型實踐和分析，并對盤錦市測區(qū)做了分區(qū)試驗研究。理論結(jié)合實踐，經(jīng)過綜合比較和分析研究，給出了不同地形不同擬合模型的精度評價，并提出了具體的結(jié)論和建議。除了以上問題的分析，本文還對地形改正法、移去．恢復(fù)法等其它擬合方法及傳統(tǒng)的GPS高程測量原理進(jìn)行了理論探討。數(shù)據(jù)處理的手段是獨立編程，將十幾種常用的數(shù)學(xué)模型程序化，實現(xiàn)了GPS水準(zhǔn)高程擬合模型的自動化算法。、，一／r、／關(guān)鍵詞：GPS水準(zhǔn)高高程異常擬

6、合模型抗差推估模型抗選·III·東北大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractFittingModelResearchofGPSLevelHeightAbstractThelevelheightpossessesthepositionthatshouldnotbesubstitutedintheactualapplication．LaborintensityisgreatandtheeffectivenessislowanditisgreattoCOS[andtherealtimeisbadtotraditionalgeometrymeasuremen

7、tofthelevelmeans；AlthoughGPS’Sfixedpositionlocationtechniquemaysupplythehighaccuracygeodeticheight，yetthecalculationoflevelheightistheverygreathardshipinthetransformationtechnique．Natural，itisasignificanttopictolifttheaccuracyofGPSlSlevelheightandtoreplacethegeometrylevelhe

8、ightinmapandsurveyingfield．Theresearchaimofheightfittingistoachievethetransformati