GPS高程撤合算法比較與分析

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1、第26卷第4期安徽地質(zhì)Vb1．26No．42016年12月GeologyofAnhuiDecember2016文章編號：1005-6157(2016)04—0299—3GPS高程撤合算法比較與分析吳倩，馬軍嶸(安徽省地質(zhì)實驗研究所，安徽合肥230022)摘要：高程測量的方法較多，其中精度最高的是幾何水準(zhǔn)測量，但是幾何水準(zhǔn)測量的工作量大，因此在困難地區(qū)多采用GPS高程擬合的方法。本文采用多種GPS高程擬合算法進行計算，經(jīng)試驗成果的比較、分析，GPS高程擬合在某地區(qū)可以達到四等水準(zhǔn)測量的精度要求，能夠解決該地區(qū)四等水準(zhǔn)測量需求。關(guān)鍵詞：GPS；高程擬合；試驗；分析中圖分類號：P228．4文獻標(biāo)志

2、碼：A0引言候會采用三角高程測量。目前GPS相關(guān)擬合法、二次曲面擬合法、三GPS的坐標(biāo)測量值分別是空間測量非常普及，而GPS高程測量具次曲面擬合法、多面函數(shù)擬合法、直角坐標(biāo)(x、Y、z)和大地坐標(biāo)有全天候、快捷方便等特點，應(yīng)用曲面樣條擬合法、移動曲面法)，(B、L、H)，因為同屬于WGS一越來越廣泛，因此GPS高程測量也BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等¨】。本文采用精84坐標(biāo)系，這兩套坐標(biāo)之間存在嚴(yán)漸漸的被接受和采用，尤其在我國度面狀分布較合適的擬合方法：三密的轉(zhuǎn)換公式。大地坐標(biāo)中H是大沿海平原地區(qū)，GPS高程測量應(yīng)用次曲面擬合法、二次曲面擬合法、地高，大地高的參考基準(zhǔn)面是橢球較多，相關(guān)文獻也論證了其精度可

3、三次曲線擬合法進行研究，探討面，內(nèi)業(yè)計算的參考線是法線，這以達到四等水準(zhǔn)測量的精度，有些GPS擬合高程的精度情況，通過比樣的橢球面是一個規(guī)則的球面；而文獻驗證可以達到三等水準(zhǔn)測量。較分析，確定GPS擬合高程代替四在工程測量中我們經(jīng)常使用的正常GPS高程測量通常又稱為GPS高程等水準(zhǔn)測量的可行性。高h(或正常高)，正常高的參考擬合，即建立高程異常與點坐標(biāo)之1GPS高程擬合的原理基準(zhǔn)面是似大地水準(zhǔn)面(大地水準(zhǔn)間的數(shù)學(xué)模型，原理就是利用測區(qū)地球上的一點的大地高日與面)，似大地水準(zhǔn)面是一個及其不內(nèi)已知的公共點(已知大地高和正正常高h，之間的關(guān)系為：規(guī)則的曲面，外業(yè)測量的基準(zhǔn)線是常高，點的坐標(biāo))，大地

4、高和正常h=H-4(1)鉛垂線。大地高H和正常高h之間因高計算出高程異常，利用已知的高式中，偽高程異常值。參考面不同，存在差值，稱之為高程異常與相應(yīng)點坐標(biāo)建立方程，計1．1曲線擬合法程異常，高程異常是變化不定的。算出數(shù)學(xué)模型的擬合系數(shù)；模型不GPS高程點的分布并不均勻，在測量實際工作中，我國經(jīng)常用的同，擬合系數(shù)不同，所需的公共點有些近似一個面區(qū)域，有的近似一是正常高，正常高采用的測量方法個數(shù)也不一樣。個線狀分布，因此擬合的時候可以有：幾何水準(zhǔn)測量、三角高程測GPS高程擬合的方法很多，加根據(jù)實際情況采用線擬合或者采用量、GPS高程測量、液體壓力測量權(quán)平均法、曲線擬合法(包括多項面擬合。GPS點

5、線狀分布常出現(xiàn)在等方法[】~3】，其中以幾何水準(zhǔn)測量的式曲線擬合法、三次樣條曲線擬合線狀工程中，比如高鐵工程項目、方法精度最高，使用的也最廣。在法和Akima法)、曲面擬合法(包電力線路工程項目、高速公路項高差相差較大且精度要求不高的時括垂直平移法、平面擬合法、平面目、運河水利工程項目、海岸線等收稿日期：2016．05—10作者簡介：吳倩(1989一)，女，安徽合肥人，助理工程師，現(xiàn)主要從事地質(zhì)測繪工作。300安徽地質(zhì)2016焦工程項目?？梢圆捎镁€性內(nèi)插或者圖1是17個已知公共點的分布圖，檢驗點，分別是1、3、7、8、l0、外推的形式，擬合一些點的高程。是不規(guī)則的面狀分布。21；其余的點用來

6、帶入模型求解模其實質(zhì)：利用已知點的坐標(biāo)值和高實驗選取了測區(qū)內(nèi)6個點作為型的系數(shù)。分別采用了三次曲面擬程異常值，采用數(shù)值擬合法的原理表1公共點坐標(biāo)與高程異常Table1Commonpointcoordinateandelevationanomaly去擬合出一條似大地水準(zhǔn)面沿著某條線路的剖面線，最后在擬合后的水準(zhǔn)面曲線上就行數(shù)值內(nèi)插，從而等到待測點的正常高[5-6,8】。三次曲線擬合法。如下式：：)=口o+口l+口+a3x(2)在已知點處的高差R=()一，在∑R2_min的條件下解，繼而求出各點的高程異常，從而獲得點的正常高h，i=0，l，2。1．2曲面擬合法曲面擬合法適用的條件就是要求GPS點

7、分布呈面狀，只有如此，曲線擬合法才能適用。曲線擬合法的原理是，我們在已知GPS點的坐標(biāo)iv,y一與坐標(biāo)點的高程異常值，利用曲面擬合的方法，擬合出似大地水準(zhǔn)面，然后再利用內(nèi)插的方法，計算出待測點的正常高值。根據(jù)擬合手段的不，可分為下列幾種方法：多項式曲面擬合法，其擬合的圖1點位分布圖使用條件也同樣是當(dāng)GPS點分布呈Fig．1Pointpositiondistribution合法、二次擬曲面擬合法、三次曲精度較高