基于改进的二次曲面模型在GPS高程异常拟合中的应用研究

GPS高程拟合的方法主要有二次曲面拟合、多面函数拟合、最小二乘配置拟合、BP神经网络拟合等,但是这些方法在应用上都存在一定的局限性,特别是在地形较为复杂的区域会存在较大的精度损失。基于这些问题,本文提出了一种改进的二次曲面拟合模型进行高程拟合。该模型的基本思路是将二次曲面模型和最小二乘配置拟合模型进行组合应用,首先利用二次曲面拟合模型计算各拟合点的残差序列;然后利用最小二乘配置模型获取残差序列模型;最后对各点的高程异常值进行残差改正,得到改正后的高程异常,并对该方法的结果进行精度评价分析,验证了方法的可行性,对以后的工程实践有一定的借鉴意义。     

二次曲面与最小二乘配置的组合模型在GPS高程异常拟合中的应用

在工程实践应用中，为了有效利用GPS高程数据，减少对传统水准测量的依赖，提高GPS高程异常的拟合精度便显得十分重要。为此，本文在介绍二次曲面拟合和最小二乘配置拟合基本原理分析、算法过程推导的基础上，提出了一种新的高程异常拟合方法。首先在二次曲面拟合的基础上，计算得到原始观测数据与拟合数据之间的残差序列，然后采用最小二乘配置模型对包括二次曲面拟合模型误差的综合误差进行优化减弱，最后得到新的高程异常。通过实例，将二次曲面拟合法，最小二乘配置法与文中提出的新方法进行比较分析。结果表明：新的组合方法的拟合预测精度要明显优于最小二乘配置及二次曲面拟合。     

GPS大地水准面拟合模型研究

在调兵山地区，选择已用GPS定位技术求得大地高的76个已知点作为原始数据的基础上，采用两种数学模型建立大地水准面，模型包括二次曲面法和最小二乘配置法，这两种模型是在不分区拟合和分区拟合两种情况下进行的。通过实例发现，拟合点的选取及位置对拟合模型有很大影响，在平坦地区，采用不分区拟合时，二次曲面法和最小二乘配置法的模型所求的检验点高程异常的精度要好于分区拟合时的情况，二次曲面法比最小二乘配置法在求高程异常时精度要高，而在分区拟合和不分区拟合时都能满足精度要求。     

GPS高程拟合的应用

在GPS水准拟合原理的基础上,介绍了确定似大地水准面的原理与方法,分析了用数学模型法和少量GPS与水准重合点,将GPS大地高直接转换为具有厘米级正常高的实现方法。实验结合玉铁铁路某段GPS控制网,应用二次曲面法、移动曲面法和多面函数法进行拟合,得到相应的正常高,并根据已知水准高程进行精度分析和比较,探讨各模型的适用性。     

二次-多面函数模型的GPS高程拟合及精度分析

根据二次曲面函数拟合模型,多面函数拟合模型的优点探讨二次-多面函数拟合模型的精度,并且以某铁路的CP1点作为实验数据,结合Matlab编程建模,分别进行二次曲面拟合、多面函数拟合、二次—多面函数拟合并且进行精度比较。实验证明,组合模型的高程拟合精度要高于其中单一模型的精度。     

基于Visual Studio的总体最小二乘高程拟合研究及实现

GPS水准主要根据测区内若干基准点上的高程异常构建曲面来逼近似大地水准面,由GPS测出基准点的大地高即可求出该点的正常高。本文主要研究一片小区域且较为平坦,应用最小二乘和总体最小二乘对平面拟合法、二次曲面拟合法和三次曲面拟合法进行探讨,并在Visual Studio平台上用Cshape语言实现高程拟合的过程。结果显示,三次曲面拟合法的总体最小二乘相比于其他方法效果最好。     

几种确定似大地水准面方法比较

利用GPS点水准联测数据,通过曲面拟合的方法得到高程异常值;重点探讨了在同一组数据下分别采用二次曲面、多面函数、神经网络和样条函数等拟合方法;通过实例验证这些方法的可行性,同时对各种方法的精度进行了比较。     

基于最小二乘拟合的三维激光扫描点云滤波

针对传统的使用单一拟合法滤波的不足,提出组合曲面拟合滤波方法。方法在对点云分割选取拟合点的基础上,先进行二次曲面拟合,去除误差较大点,然后在剩余的点云中,选取较为准确的多面函数拟合点,利用多面函数曲面可更好地表达地形细节,进一步逼近真实的地形表面的优点,进行二次滤波。实例表明,本文组合最小二乘拟合的点云滤波效果较好,去噪后的点云可用于生成准确的DEM。     

Kriging方法结合最小二乘配置在GPS高程拟合中的应用

本文利用Kriging方法结合最小二乘配置将GPS高程转换成正常高.研究了将Kriging方法中的变异函数用于计算最小二乘配置中的协方差的方法,并对一局部GPS水准网的高程作了拟合计算.通过将最小二乘配置法与平面拟合模型和多面函数拟合模型等进行比较,其外符合精度从最大的±0.0277m提高到±0.0162m.     

基于组合模型的高程拟合方法及精度分析

文中介绍了加权二次曲面拟合和多面函数拟合的基本原理的分析、算法过程的推导。在此基础上,以两种高程拟合的误差平方和最小为约束,通过对两种拟合模型赋予不同的权重,形成新的组合模型。利用LINGO软件求解得到两种模型的权重,再进行高程拟合,在一定程度上进一步提高GPS高程拟合的精度和稳定性,具有一定的实践参考价值。     

青藏高原中部似大地水准面精化的应用研究

介绍了精化似大地水准面的常用方法。采用青海和西藏三级GPS大地控制网测量数据,利用移动曲面法、改进的移动曲面法、二次曲面拟合法和改进的二次曲面拟合法对青藏高原中部似大地水准面进行了拟合计算。结果表明,利用改进的移动曲面法和改进的二次曲面法能有效地提高本地区似大地水准面的精化效果,精度优于0.5 m。     

基于二次曲面的高程异常拟合方法比较研究

结合风河快速路的相关数据,分别采用二次曲面模型及移动二次曲面模型,并结合不同定权方法,设计了不同的高程异常模型拟合方案,分析了不同方案在该地区的适用性。各方案拟合精度均可达到毫米级,通过对比分析,认为二次曲面模型在拟合该地区高程异常值时有较好应用价值;采用距离定权法的移动二次曲面模型,可以在该地区得到精度更高的拟合结果。     

基于二次曲面的Shepard方法在GPS高程拟合中的应用

针对单一GPS高程拟合方法的不足,给出了一种基于二次曲面的Shepard拟合法。通过对二次曲面拟合法、Shepard拟合法和基于二次曲面的Shepard拟合法进行高程拟合结果的比较,表明基于二次曲面的Shepard拟合方法能显著提高高程拟合精度。     

基于二次曲面的Shepard拟合法在GPS水准中的应用

针对GPS水准中常用拟合方法的不足,给出一种基于二次曲面的Shepard拟合法。通过某测区GPS水准实测数据,采用二次曲面拟合法、Shepard拟合法、多面函数法和基于二次曲面的Shepard拟合法对测区高程异常进行拟合,结果表明,基于二次曲面的Shepard拟合法计算得到的高程异常的精度和可靠性最高。     

基于区域与分区拟合似大地水准面方法研究

与传统测量方式比较,全球定位系统(global positioning system,GPS)测量具有定位精度高、测量时间短、操作简单、全天候作业等优势,利用GPS观测得到的大地高拟合成正常高可以大大提高测绘效率。研究了二次曲面法拟合似大地水准面模型,以豫北某区域为研究区,分别作整体区域二次曲面拟合和分区二次曲面拟合,并进行精度分析,结论如下:通过提高GPS测量的大地高精度和选用高精度的联测水准点,能够有效提高拟合后的高程精度;测区面积较大和测区地形起伏较大时,采用分区拟合高程的精度相对于整体区域拟合的精度会大大提高。     

顾及 EGM2008重力场模型的 GPS 高程拟合研究

G PS高程拟合多采用数学拟合法,需要点位分布合理且足够数量的G PS/水准点。采用二次曲面结合EGM2008地球重力场模型进行GPS高程拟合的方法。工程实例显示：该方法使用较少的G PS/水准点即可达到厘米级精度。     

EM算法的二次曲面拟合在GNSS高程的研究

GNSS高程拟合常用的是二次曲面拟合法,该方法需要控制点位分布均匀,针对实际作业中受观测条件的影响部分控制点位数据无法获取,影响到GNSS高程测量精度问题,引入期望极大算法(EM算法),提出高斯分布下的EM算法与二次曲面拟合法相结合的组合算法模型,运用高斯分布下的EM算法的二次曲面拟合法对缺失数据的控制点进行建模分析。该组合算法可以获得缺失数据下未知参数的最佳估值,可有效提高水平面的拟合精度。将某区域的高程拟合控制点作为实验数据,结果表明,组合算法模型可以对缺失数据进行高程拟合,检核点最大误差为0.8 cm,组合模型拟合精度较高。