GPS高程拟合模型及其应用研究

结合GPS测量与水准测量的数据,分别用二次多项式曲面、多面函数、混合模型等几种GPS高程拟合模型拟合高程异常,结果表明,混合模型拟合精度较高.     

矿区似大地水准面拟合模型适用性分析

为提高GPS/水准数据拟合高程异常的逼近精度,利用某矿区控制网观测的GPS/水准数据,计算控制点高程异常值,分别用加权平均法、Shepard插值、多项式曲面拟合和多面函数法4种方法对矿区似大地水准面进行拟合。对各种拟合模型的原理和拟合精度进行比较分析。在此基础上,根据似大地水准面物理和几何特性,采用组合拟合的方法进一步改善似大地水准面的拟合精度,利用该模型内插高程异常值与实测GPS/水准点的高程异常值比较,其均方根误差不超过0.02 m,结合GPS观测成果可以取代四等及以下几何水准测量。     

GPS高程拟合方法研究

GPS测量获得的高程数据是以WGS-84椭球为基准的大地高,而工程中采用的是以似大地水准面为基准的正常高,两者之间存在高程异常。当前,主要采用GPS高程拟合求取高程异常值,而利用GPS高程拟合获得满足一定精度的正常高是测绘行业的研究热点之一。本文通过某测区GPS控制网数据与水准测量数据,采用多项式曲线拟合法、多面函数拟合法、二次曲面拟合法、RBF神经网络拟合法、二次曲面拟合法与RBF神经网络组合拟合法求取高程异常值。结果表明:1)单一拟合法的拟合精度低于组合拟合法拟合精度。2)依据内、外符合精度,本文采用的5种高程拟合方法均满足四等水准测量要求。因此,在精度允许的前提下,可借助GPS高程拟合方法代替传统水准测量,进行高程值的获取。研究成果对GPS高程拟合在实际工程中的应用具有重要参考价值。     

利用GPS拟合方法代替四等水准的可行性分析

对GPS高程转换的3种方法 (二次多项式拟合、三次多项式拟合、多面函数法)进行实际计算,通过综合比较和分析,给出了相同地形不同拟合方法的精度评价。结果表明,在一定条件下,利用GPS测得的高精度平面坐标和己知的大地高、正常高,采用多面函数拟合法所得到的结果可以满足四等水准测量的精度要求,在测量中可以取代传统几何水准测量。     

多面函数法GPS高程拟合在桥梁建设中的应用研究

高程异常一般呈多曲面分布，在局部区域内，建立多面函数模型进行GPS高程拟合，可以达到较高的精度。利用多面函数模型进行GPS高程拟合，除选取分布均匀的中心点外，核函数形式的选取直接关系到GPS高程拟合的精度。对几种多面函数模型进行研究和比较，并在某桥梁建设中进行了实际应用。     

基于K-means聚类分析的球冠谐函数拟合高程异常方法

利用球冠谐函数拟合高程异常曲面时,GPS/水准数据的分布和选取,对最后的拟合精度有较大影响。本文提出了一种基于K-Means聚类的球冠谐函数拟合方法,即利用K-Means聚类分析方法对高程异常数据点进行有效分类和选择,再结合球冠谐函数的逼近方法,提高了高程异常曲面的拟合精度。通过与实测高程异常数据进行比较,基于K-Means聚类分析的球冠谐函数拟合方法优于多项式拟合法、移动二次曲面拟合法、多面函数拟合法和球冠谐函数拟合法。     

基于聚类分析的多面函数拟合高程异常方法

利用多面函数拟合高程异常时,多面函数中心点个数及中心点的选择对拟合精度有很大的影响.利用聚类分析方法对多面函数的中心点个数及中心点进行有效选择,提高多面函数的拟合精度.通过与实测高程异常数据进行比较,基于聚类分析的多面函数拟合方法优于多项式拟合法、移动二次曲面拟合法和多面函数拟合法.     

基于双调和样条内插和高斯曲率极值的多面函数拟合高程异常方法

利用双调和样条函数对GPS/水准数据进行内插,从而得到高程异常曲面的网格数据。为了能更准确地描述高程异常曲面的弯曲变化,本文提出了以高程异常网格数据点上的高斯曲率极值为判定条件,对所有GPS/水准数据点进行筛选,以高斯曲率极值大于零与否选择不同的核函数,利用多面函数拟合方法对高程异常曲面进行了拟合。拟合结果表明,基于双调和样条内插和高斯曲率极值的多面函数拟合方法优于二次多项式、移动二次曲面以及单独采用某种核函数的多面函数拟合方法。     

基于MATLAB的高程拟合程序的设计

利用MATLAB高效的数学计算能力和方便实用的编程技术,结合GPS高精度、高分辨率的大地水准面模型可以获得地面点的正常高,从而可以代替劳动强度大、效率低的水准测量。利用GPS水准测量成果及重力数据,按照几何方法来拟合高程异常的值,重点探讨了利用多项式、多面函数和BP神经网络等方法进行拟合时程序的设计,并针对某一地区用此程序进行了试验,同时对试验结果进行了分析和比较。     

球面小波模型在GPS高程拟合中的应用

本文利用某地共99个GPS水准点的大地高和正常高求取高程异常，使用DOG球面小波模型和多面函数，分别对高程异常进行拟合。拟合时剔除模型残差大于2倍中误差的点，并在剔除粗差后重新进行拟合。通过比较外部检核点的已知高程异常值和球面小波模型值、多面函数拟合值之间的均方差评价模型的精度。数据结果表明，以外部检核均方差最小为准则，球面小波模型拟合精度较优，其拟合精度为1.65 cm，多面函数拟合精度为2.35 cm。     

基于多面函数模型的GPS高程拟合精度分析

选择不同的拟合方法与拟合模型对GPS高程拟合精度有很大影响。本文研究了多面函数拟合模型中平滑系数选择对GPS拟合高程精度的影响。通过实例计算分析表明,选择不同的平滑系数,GPS高程拟合精度相差较大,在利用多面函数拟合GPS高程实践中应慎重选择平滑系数。     

用内插拟合的方法确定大地水准面

GPS平面精度之高已被人们共识和接受,但其高程精度如何,一直是人们普遍关心的问题。本文综合利用GPS测量成果和水准测量资料,采用两种方法拟合高程异常在区域中的分布,用剩余已测点的数据对其进行检验,计算及比较各种方法的拟合精度。通过对实测数据的计算分析和发现,GPS高程用于确定正常高是有使用价值的。     

两步Shepard插值组合模型在构建局部似大地水准面中的应用

传统的拟合模型在已知点较少的情况下,难以较好地实现全球定位系统(Global Positioning System,GPS)代替水准测量、获取高程异常及建立局部似大地水准面的目的.鉴于此,选取香港某地区42个实测点数据,通过两步Shepard插值思想,分别与多项式曲面、多面函数、神经网络等数学方法相结合,构建组合模型进行高程拟合的精度分析.结果表明,组合模型均能有效提高拟合精度,其中基于多面函数组合模型效果最好,精度提升38％.     

GPS水准在苏通大桥工程建设中的应用研究

结合苏通长江公路大桥工程中的GPS测量与水准测量数据,用曲线拟合、曲面拟合、多面函数拟合等5种方法对该区域GPS高程进行拟合,经比较分析,验证GPS水准在桥梁建设中应用的可行性,并得出几点结论。     

基于BP神经网络的GPS高程异常拟合研究

分析了GPS高程异常求解的常用方法,结合GPS测量和水准测量资料,用神经网络方法和二次多项式曲面拟合方法拟合高程异常,对拟合精度进行了分析比较,得出了有实用价值的结论。     

平坦地区GPS高程异常拟合方法研究

结合GPS测量和水准测量资料,用BP人工神经网络和RBF人工神经网络方法和二次多项式曲面拟合方法拟合高程异常,对平坦地区GPS高程异常拟合精度进行比较分析,得出有实用价值的结论。     

多面函数拟合法转换GPS高程

对GPS在高程方面的应用现状作了简单的介绍,综述近年来用GPS求定正常高的几种方法,即多项曲线拟合、多项式曲面拟合、多面函数曲面拟合、加权均值法、非参数回归法和高程异常变化梯度法、固定边界三次样条插值法、线性移动拟事法、神经网络法、非格网GPS散点数据考虑地形改正法。对GPS高程测量基本原理和基本方法进行了讨论,提出根据测区的实际情况选择不同的GPS高程转换方法,综合利用GPS点的高差和高程观测值拟合高程异常的方法,利用多面函数来拟合似大地水准面。     

一种改进的GPS测定正常高方法的探讨

在比较分析多项式拟合法、加权均值法和多面函数曲面拟合法求定GPS正常高的基础上,基于多面函数曲面拟合法,探讨一种改进的核函数,通过迭代求取未知点高程异常值。试算结果表明,该方法可以改善高程异常的拟合精度,具有较好的实用价值。     

BP神经网络在GPS高程异常拟合中的应用

以提高GPS高程异常拟合的精度为目标,针对实际工程数据,对BP网络模型进行详细的设计,应用BP神经网络方法进行粗差的剔除和高程异常拟合实验及模型精度的评定,得到较满意的结果。通过与多面函数法得到的结果进行比较,证实该模型可使拟合精度有较大提高。     

二次多项式拟合法和多面函数拟合法在GNSS高程测量中的应用

介绍了高程异常模型拟合的两种曲面拟合方法,即二次多项式拟合法和多面函数拟合法,详细推导了其数学模型。通过自编软件,在两种控制点选择方案下对某大面积、地势平缓区域的实测数据进行计算、比较和分析,验证了二次多项式拟合法、多面函数拟合法均可拟合出高精度区域高程异常模型的可行性。结果表明,采用GNSS高程测量模式完全可以取代传统四等水准测量。