毕业论文--常用GPS高程拟合方法对比与分析

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1、龙岩学院资源工程学院毕业论文题目：常用GPS高程拟合方法对比与分析专业：测绘工程班级：2010级测绘班学号：姓名：指导教师：职称：讲师资源工程学院资源工程学院测绘工程【摘要】GPS技术的出现推动了测量的革新.采用GPS测定的高程为大地高,而实际工程中釆用的高程通常是正常高,所以GPS定位测定的高程还不能直接使用到工程实践中，需要通过高程的转换。目前GPS高程拟合的方法有很多，研究各方法的适用性及优缺点成为热点并具有重大意义。首先论文介绍了GPS髙程测量相关的一些问题.包括大地水准面与正高.似大地水准面与正常

2、高、参考椭球面与大地高的概念.GPS高程测量的原理，影响GPS高程测精度的因素和GPS髙程的精度评定指标，以及研究了应用中经常用到的高程拟合方法，绘等值线法、解析内插法、曲面拟合法等。最后用解析内插法、曲面拟合法的两种数学模型对实验区的部分GPS数据进行了拟合，并对其拟合结果进行了对比与分析得出了如下结论：首先高程异常具有地区性，因此高程拟合模型应根据研究区域的特征来选择；其次采用同样的拟合方法，起算点数量越多，分布越均匀，分布于网中的位置越合理，则拟合精度越高；最后在应用高程拟合时，也可以通过提高GPS观

3、测精度和水准测量精度来提高GPS拟合精度。【关键词】GPS高程;高程精度;高程拟合目录1.绪论11.1前言11.2国内外GPS高程拟合研究的现状与存在的问题11.2.1国外GPS高程拟合研究现状11.2.2国内GPS高程拟合研究现状11.2.3现有研究现状存在的问题与不足之处12.高程系统理论基础12.1高程系统12.1.1大地高系统12.1.2正高系统12.1.3正常高22.2高程系统之间的转换关系22.3水准精度的评定指标22.3.1内符合精度22.3.2外符合精度22.3.3GPS水准精度评定22.3

4、.4外围点的精度估计33.1绘等值线法33.2解析内插法33.2.1多项式曲线拟合法33.2.2三次样条曲线拟合法33.2.3Akima法曲线拟合法43.3曲面拟合法63.3.1多项式曲面拟合法63.3.2多面函数法73.3.3曲面样条拟合法84.GPS高程拟合实例对比与分析94.1解析内插法实例94.1.1小结114.2曲面拟合法实例114.2.1小结125.提高GPS高程拟合精度的方法和措施135.1影响GPS水准拟合精度的误差来源135.1.1GPS测量本身的影响135.1.2大地水准面模型的影响13

5、5.1.3高程基准面方面的影响135.2提高GPS高程拟合精度的方法与建议135.2.1提高大地高测定的精度135.2.2提高联测几何水准的精度135.2.3提高GPS水准计算的精度145.3小结146.结论和展望146.1结论146.2展望15参考文献16致谢18附录191.绪论1.1前言传统的普通水准测量原理简单，易于检查测量误差。然而长距离的水准测量却是工作强度大，测量速度缓慢,繁多的测量操作容易造成人为误差,在某种程度上并不适合大范围的应用。GPS技术的出现,则为正常高的确定提供了新途径。本篇论文主

6、要是对目前常用GPS高程拟合方法在工程实例中进行了分析对比，得出各拟合方法的优势及不足并提出提高GPS高程拟合精度的合理化建议。1.2国内外GPS高程拟合研究的现状与存在的问题1.2.1国外GPS高程拟合研究现状GPS技术在国外兴起，很早就已经开始探索研究。1997年，芬兰用6台ASHTECHZ一12接收机，在1000Okm2范围内对96个点用某种方法，进行了2期的观测，最终取得15mm的水准高程精度。1.2.2国内GPS高程拟合研究现状目前GPS高程拟合研究也在我国兴起。1992年，武汉测绘科技大学实验得

7、出，当侧边小于4km时，正常高测定精度达到2cm。又如郑州测绘学院包欢等人在GPS高程拟合方面的研究表明，在地形复杂地区，若加入地形改正，精度会显著的改善。与此同时，一些研究学者，提出了基于BP神经网络的拟合方法，该方法精度高，实用性强。1.2.3现有研究现状存在的问题与不足之处现如今对于拟合方法的研究仍存在许多问题，主要有以下几点：1.在转换之前未进行坐标旋转。2.未考虑各种方法使用的条件。3.未对GPS重合水准点进行可靠性检验。4.未考虑本地与WGS-84椭球面的差异。5.未考虑GPS网中水准点的选择与

8、分布。存在上述问题的原因有以下几点：1.缺乏多种数学模型的对比研究、实验及精度评定。2.重力观测资料和天文大地观测资料的缺乏，使得某些理论与方法的应用受到极大限制。3.一些数学模型的研究还不够深入。4.某些数据处理复杂和编程问题实现比较困难，使得一些数学模型只能在理论上探讨。5.一种数学模型的拟合进行试验得出的结论没有说服力。针对上述存在的问题，本文根据参考文献[24][25]中的模型误差理论，应用了实例对比和分