浅论gps水准高程拟合模型研究

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1、东北大学硕士学位论文GPS水准高程拟合模型研究姓名：张旭东申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：马洪滨2002.12.1东北大学硕士学位论文摘要GPS水准高程拟合模型研究摘要f水准高在工程实际应用中有着不可替代的地位。传统的几何水准测量方法，劳葫强度大、效率低、花费大、实时性差；GPS定位技术虽然可以提供高精度的大地高，但是在计算正常高的转换技术上却存在很大的困难。自然，提高GPS水准高程的精度，用GPS水准代替几何水准，历来是测绘界研究的一个重要课题。，1GPS水准高程拟合模型研究的目的就是在于运用不同的数学模型，进行模型优选，实现GP

2、S大地高和正常高之间的转换，进而提高GPS水准精度，其技术意义和实用价值都是十分深远的。《在基于数值分析的拟合技术上，数学模型的研究不够深入，单种模型的拟合结论不具有说服力，更缺乏多种模型的对比研究、实验和精度评定。而且在模型实践执行的问题上，数据处理较为复杂的数学模型，仅仅徘徊在理论上探讨，并没有很大的进展。，IW---y+本文首先收集、查阅、分析了近几年来国内外获取水准高的研究和应甩j／针对目前的研究现状和存在f．q题，着重从几何模型解析逼近的角度出发，讨论了多项式、高阶回归、多面函数、曲面样条、加权平均法、移动曲面和抗差推估七种拟合技术

3、，加以组合、改进扩展了十几种数学模型，并运用抗差推估的原理尝试粗差剔除，理论研究结合实际实践，提出了GPS水准替代常规几何水准实现高程控制的方法和应用。斗一)一粗差剔除是本文拟合研究的一个重要基础，抗差推估的作用就是实现其目的。／文中分析了它的原理，提出了判定标准，形成三种抗差推估模型，然后将它用于＼、实践。结果表明抗差推估很大程度上可以排除含有粗差或误差较大、不符合总体地形趋势的宏观地物特征或不兼容的参考点。，V—x，’拟合技术的研究中，文中对高阶回归的完全式和非完全式做了详细分析，并列表总结其拟合特性。f多项式是非完全式高阶回归的特例，平

4、面、相关平面、二次曲面和三次曲面则是多项式的典型数学模型，实验研究表明，三次曲面在平坦地区、数据点较多的情况下，可以代替二次曲面做整体拟合，拟合精度显著提高。多面函数中正、倒双曲面的光滑因子6取值对拟合精度有严重影响，却不易定位，文中根据数学模型和试验分析，导出了6的近似计算公式，改善了其不确定性，·II·东北大学硕士学位论文摘要提高了拟合精度。移动曲面属于逐点内插技术之一，文中在原有的理论基础上，改进其数学模型，提出了变化曲面移动和抗差推估移动技术，考虑地貌特征，把拟合曲面划分成一个个小块连续光滑的地面，根据选点的质量和数目，对待定点加以拟

5、合，一定程度上改善和提高了GPS水准高程的精度。应用实例本文采用了沈阳市平坦地区、厦门市丘陵地区和盘锦市靠海地区的GPS实测数据和几何水准资料，进行模型实践和分析，并对盘锦市测区做了分区试验研究。理论结合实践，经过综合比较和分析研究，给出了不同地形不同拟合模型的精度评价，并提出了具体的结论和建议。除了以上问题的分析，本文还对地形改正法、移去．恢复法等其它拟合方法及传统的GPS高程测量原理进行了理论探讨。数据处理的手段是独立编程，将十几种常用的数学模型程序化，实现了GPS水准高程拟合模型的自动化算法。、，一／r、／关键词：GPS水准高高程异常拟

6、合模型抗差推估模型抗选·III·东北大学硕士学位论文AbstractFittingModelResearchofGPSLevelHeightAbstractThelevelheightpossessesthepositionthatshouldnotbesubstitutedintheactualapplication．LaborintensityisgreatandtheeffectivenessislowanditisgreattoCOS[andtherealtimeisbadtotraditionalgeometrymeasuremen

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

8、ightinmapandsurveyingfield．Theresearchaimofheightfittingistoachievethetransformati