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1、GPS高程拟合模型的优选第15卷第4期2006年8月测绘工程ENGINEERING0FSURVEYINGANDMAPPINGVoJ.15No.4Aug.,2006GPS高程拟合模型的优选刘帅,王礼江,朱建军,赵伶俐(I.中南大学信息物理工程学院,湖南长沙410083;2.佛山市城市规划勘测设计院,广东佛山528000)摘要:在工程实践中,二次曲面模型在GPS高程转换过程中为较优的模型,可以达到三四等水准的要求,但没有在理论上得到阐述.鉴于此,运用日本统计学家提出的AIC准则,对各个模拟模型进行优选
2、,即把AIC的值分为两个部分,分别代表模型的内附精度和外附精度,将两个值相加得到AIG,并和模型的内附精度和外附精度的均方差,最大误差,最小误差相比较,证明AIC准则应用于判定GPS高程转换模型优选的有效性,进而从理论上证明,二次曲面模型在GPS高程转换过程中为较优模型.关键词:GPS高程;拟合模型;AIc准则中图分类号:P228文献标识码:A文章编号:1006—7949(2006)04—0017—03OptimizingmodelforGPSheightfittingLIUShuai,WANGL
3、i-jiang2,ZHUJian-jun,ZHAOLing—li(I,SchoolofInfo-PhysicsandGeomaticsEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;2.FeshanCityDesignandSurveyInstitute.Feshan528000.China)Abstract:Theconicoidmodel(CFM)isthebestmodelfortransformingGPSheightinth
4、eengineeringpractice.butthereisDOproofintheory.Therefore,thepaperintroducestheAkaikeInformationCriterion(AIC)prop—osedbyAkaike(1973)tochoosethebettermodelfortransformingGPSheight,weseparatethevalueofAICin.totWOparts,AICiandAI,thenaddupthemtoobtainthet
5、otalvalue,AIC,whichcouldtestifywhichmodelisthebestcomparingwiththerelativeinformation,andsomepracticableconclusionsarereceived.Keywords:GPSheight;fittingmodel;AICcriterionGPS测量可以得到相对于WGS84坐标系中的大地高,而我国所采用的高程是相对于似大地水准面的正常高.在工程应用中,三者关系为=H—h(1)其中,H为大地高,h为
6、正常高,为高程异常.由于各GPS点上的高程异常值无法直接获得,目前还无法直接将大地高精确地转换为正常高.传统的几何水准测量方法是测绘领域中测定正常高的主要方法,这种方法虽然精度高,但实施起来费时费力,作业效率较低.故如何利用GPS的精度高,速度快,操作简单等优点来解决高程问题成为测绘界的一个热点.确定高程异常(似大地水准面)的方法比较多.目前主要有:用斯托克斯公式采用重力方法求大地水准面高差N,但须有一定精度,分布良好的重力数据和地形数据,许多地区难以满足;二是用地球重收稿日期:2006一O2—2
7、O项目来源:湖南省自然科学基金项目(02JJY2065)作者简介:刘帅(1979-),男,硕士研究生.力场模型求N和,但地球重力场模型只反映大地水准面的长波变化,还只能是趋势数据nJ.三是采用拟合法,对GPS点进行几何水准的联测,同一点的大地高减去正常高得该点的高程异常,把这样的点称为水准联测点,再把测区的似大地水准面假定为多项式曲面或其他数学曲面去拟合已知高程异常的点,根据拟合的曲面内插其他GPS点的高程异常值,也有将以上几种方法相互结合在一起,如移去一恢复法等一.拟合法进行GPS高程转换的数学
8、模型有很多,但各种方法在各个区域的拟合精度不一致,为得到较好的精度,在对一个GPS网的高程进行转换时,模型的选择是很关键的.大量实践证明,在高程异常平缓地区,工程中常采用的二次曲面拟合的方法可达到四等水准的要求【3],但没有从理论上证明为什么二次曲面模型是最好的.Akaike于3年测绘工程第15卷从信息论的角度提出了AIC准则,他把这个准则用于模型的定阶和选择,获得了理想的结果.本文基于AIC准则,对平面模型,二次曲面模型,三次曲面模型进行模拟分析,通过计算得到模型内附误差以式中.