考虑地形改正的GPS水准高程拟合算法研究

摘要

GPS技术已经渗透到测绘学科的各个领域，同样在水准测量中也己得到广泛应用，具有效率高，经济实用的特点，有着传统水准测量无可比拟的优势。而且GPS水准高程拟合技术也已日臻完善，它的关键在于如何将没有物理意义的大地高转换成具有使用价值的正常高。通常的做法是将高程异常作为研究对象，根据情况的不同，建立合适的数学模型，用移去恢复法进行拟合。如今，GPS水准高程拟合精度一般可以达到厘米级，在很多情况下都可以满足实际的需要。 本文作者对GPS水准高程拟合及其算法问题作了充分的研究，从介绍基本理论和总结常规拟合算法入手，然后重点论述了考虑地形改正的GPS高程拟合问题，从数学计算的角度对考虑地形改正的GPS高程拟合各个步骤作了充分的研究，提出了一种新的综合计算方法来简化扰动位的计算过程。这种方法是将基本的扰动位计算公式分解为两个部分，取一定的计算半径，在此半径内按照原有方法计算；在此半径之外，按照简化方法，归化到几何重心来进行计算，从而可以充分节省计算时间。并且还以南方某地区水准高程数据为例验证了DEM格网的分辨率对地形改正量的最后结果精度影响并不显著这一结论，因而没有必要过分追求过高的格网分辨率。另外，还全面地论述了考虑地形改正的GPS水准高程拟合过程中所碰到的问题，如积分奇异，各种因素对生成规则DEM格网的影响等，也比较了三重积分计算的各种数值解法之间的差异。最后重点讨论了神经网络算法在GPS水准高程拟合中的应用，介绍了自己用VB6.O设计的简单的神经网络计算平台。运用此平台进行神经网络算法研究，证明了一些有用的结论，诸如，如果运用神经网络进行GPS水准高程拟合计算扰动位的时候，参考面的选择并不影响拟合精度；另外，还总结了运用神经网络进行计算所需要注意的一些问题，如拓扑关系，节点数的个数等。 本文作者主要是对GPS水准高程拟合算法进行研究，因而未对已知数据完全应用，只是根据实际需要选择了合适的区域来进行比较计算。另外，本文采用最基本的内精度和外精度的方式进行评定。另外，根据处理问题的不同，本文分别采用了VB6.O和MATLAB 7.O两种编程软件进行编程计算，他们之间各有优势。而且，还应用了SURFER 格网数据处理软件，对计算分析非常有用。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章绪论

第二章GPS水准高程拟合的一般问题

第三章传统GPS水准高程拟合算法

第四章考虑地形改正的GPS水准高程拟合

第五章神经网络算法

第六章总结与展望

附录重心归化法（MATLAB7.0程序）

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与的课题项目

致谢