GPS高程撤合算法比较与分析

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1、第26卷第4期安徽地质Vb1．26No．42016年12月GeologyofAnhuiDecember2016文章编号：1005-6157(2016)04—0299—3GPS高程撤合算法比较与分析吴倩，马军嵘(安徽省地质实验研究所，安徽合肥230022)摘要：高程测量的方法较多，其中精度最高的是几何水准测量，但是几何水准测量的工作量大，因此在困难地区多采用GPS高程拟合的方法。本文采用多种GPS高程拟合算法进行计算，经试验成果的比较、分析，GPS高程拟合在某地区可以达到四等水准测量的精度要求，能够解决该地区四等水准测量需求。关键词：GPS；高程拟合；试验；分析中图分类号：P228．4文献标志

2、码：A0引言候会采用三角高程测量。目前GPS相关拟合法、二次曲面拟合法、三GPS的坐标测量值分别是空间测量非常普及，而GPS高程测量具次曲面拟合法、多面函数拟合法、直角坐标(x、Y、z)和大地坐标有全天候、快捷方便等特点，应用曲面样条拟合法、移动曲面法)，(B、L、H)，因为同属于WGS一越来越广泛，因此GPS高程测量也BP神经网络法等¨】。本文采用精84坐标系，这两套坐标之间存在严渐渐的被接受和采用，尤其在我国度面状分布较合适的拟合方法：三密的转换公式。大地坐标中H是大沿海平原地区，GPS高程测量应用次曲面拟合法、二次曲面拟合法、地高，大地高的参考基准面是椭球较多，相关文献也论证了其精度可

3、三次曲线拟合法进行研究，探讨面，内业计算的参考线是法线，这以达到四等水准测量的精度，有些GPS拟合高程的精度情况，通过比样的椭球面是一个规则的球面；而文献验证可以达到三等水准测量。较分析，确定GPS拟合高程代替四在工程测量中我们经常使用的正常GPS高程测量通常又称为GPS高程等水准测量的可行性。高h(或正常高)，正常高的参考拟合，即建立高程异常与点坐标之1GPS高程拟合的原理基准面是似大地水准面(大地水准间的数学模型，原理就是利用测区地球上的一点的大地高日与面)，似大地水准面是一个及其不内已知的公共点(已知大地高和正正常高h，之间的关系为：规则的曲面，外业测量的基准线是常高，点的坐标)，大地

4、高和正常h=H-4(1)铅垂线。大地高H和正常高h之间因高计算出高程异常，利用已知的高式中，伪高程异常值。参考面不同，存在差值，称之为高程异常与相应点坐标建立方程，计1．1曲线拟合法程异常，高程异常是变化不定的。算出数学模型的拟合系数；模型不GPS高程点的分布并不均匀，在测量实际工作中，我国经常用的同，拟合系数不同，所需的公共点有些近似一个面区域，有的近似一是正常高，正常高采用的测量方法个数也不一样。个线状分布，因此拟合的时候可以有：几何水准测量、三角高程测GPS高程拟合的方法很多，加根据实际情况采用线拟合或者采用量、GPS高程测量、液体压力测量权平均法、曲线拟合法(包括多项面拟合。GPS点

5、线状分布常出现在等方法[】~3】，其中以几何水准测量的式曲线拟合法、三次样条曲线拟合线状工程中，比如高铁工程项目、方法精度最高，使用的也最广。在法和Akima法)、曲面拟合法(包电力线路工程项目、高速公路项高差相差较大且精度要求不高的时括垂直平移法、平面拟合法、平面目、运河水利工程项目、海岸线等收稿日期：2016．05—10作者简介：吴倩(1989一)，女，安徽合肥人，助理工程师，现主要从事地质测绘工作。300安徽地质2016焦工程项目。可以采用线性内插或者图1是17个已知公共点的分布图，检验点，分别是1、3、7、8、l0、外推的形式，拟合一些点的高程。是不规则的面状分布。21；其余的点用来

6、带入模型求解模其实质：利用已知点的坐标值和高实验选取了测区内6个点作为型的系数。分别采用了三次曲面拟程异常值，采用数值拟合法的原理表1公共点坐标与高程异常Table1Commonpointcoordinateandelevationanomaly去拟合出一条似大地水准面沿着某条线路的剖面线，最后在拟合后的水准面曲线上就行数值内插，从而等到待测点的正常高[5-6,8】。三次曲线拟合法。如下式：：)=口o+口l+口+a3x(2)在已知点处的高差R=()一，在∑R2_min的条件下解，继而求出各点的高程异常，从而获得点的正常高h，i=0，l，2。1．2曲面拟合法曲面拟合法适用的条件就是要求GPS点

7、分布呈面状，只有如此，曲线拟合法才能适用。曲线拟合法的原理是，我们在已知GPS点的坐标iv,y一与坐标点的高程异常值，利用曲面拟合的方法，拟合出似大地水准面，然后再利用内插的方法，计算出待测点的正常高值。根据拟合手段的不，可分为下列几种方法：多项式曲面拟合法，其拟合的图1点位分布图使用条件也同样是当GPS点分布呈Fig．1Pointpositiondistribution合法、二次拟曲面拟合法、三次曲精度较高