GPS高程异常混合模型建模研究及应用

摘要

GNSS是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)的缩写。目前为止，GNSS包含以下几个系统，它们分别是美国的GPS、我们中国的北斗(Compass)、俄罗斯的GLONASS以及欧盟的Galileo系统。现在GNSS已成为了最主要的测地定位方法之一。尽管GNSS能够提供高精度的三维坐标，但是我国主要服务的对象是各种生产生活单位和工程，它们需要的高是相对于似大地水准面的正常高，而不是相对于WGS-84参考椭球的GPS测量获得的的大地高。为了更加有效地发挥GPS在测量方面的优势，降低水准测量繁琐的工作量以及降低生产成本，研究如何能够把高精度GPS的大地高转换为正常高就显得十分有意义。
　　文章首先简要叙述了GPS技术的发展现状以及国内和国外GPS高程转换研究现状，阐述了GPS高程拟合有关的概念和理论，其中包含有基准面及水准起算原点定义、大地高程系统、正常高系统、正高系统以及这些系统之间的相互关系。高程误差部分主要介绍了产生误差的相关原因以及减小误差的主要途径。在收集、查阅、分析相关资料后，研究并总结了目前比较成熟的 GPS高程拟合模型和方法，在借鉴现有研究成果的基础上，对“移去-恢复”法深入探究后，根据总结出来的本质，将其应用于常用的单一拟合模型中，从而建立各种不同组合的混合模型。本文构建的混合模型有四种，分别为二次曲面与多面函数混合、BP神经网络与多面函数混合、Griddata格网插值与BP神经网络混合以及二次曲面与Griddata格网插值混合。为验证建立的混合模型具有可靠性，分别在不同地形进行实验，以平原地区、矿区复杂地形和北部湾沿海地区为例，对不同组合模型加以验证。计算结果表明，组合模型拟合精度良好，符合普通水准测量精度一般要求，对GPS高程在生产及生活中的实际应用有着重大意义。

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第1章 绪 论

1.1 选题背景和意义

1.2 GPS高程转换的研究进展

1.3 本文研究内容

1.4 本章小结

第2章 GPS高程测量基本原理

2.1 基本概念

2.2 高程系统及其相关关系

2.3不同高程系统间的关系

2.4 高程测量原理

2.5 GPS高程测量误差

2.6本章小结

第3章 GPS高程拟合常用方法

3.1 常用单一拟合模型

3.2 常用的综合模型

3.3 本章小结

第4章 混合模型的组合及构建

4.1 “移去一恢复”法本质的探讨

4.2 混合模型的构建

4.3 实验数据

4.4 数据预处理

4.5 本章小结

第5章 混合模型实例应用

5.1 Matlab软件特点及介绍

5.2 平原地区拟合实例

5.3 矿区地形拟合实例

5.4 北部湾沿海地区拟合实例

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1总结

6.2 展望

参考文献

个人简历

攻读硕士期间发表的论文目录

攻读硕士期间参加的科研项目

致谢