综合EGM2008和移动曲面模型GNSS高程拟合

全球卫星导航系统（GNSS）高程拟合广泛应用工程建设,不同的拟合方法具有各自局限性,为提高高程拟合的适用性、可靠性和精度,本文提出综合利用EGM2008和移动曲面模型进行高程拟合,通过不同算例进行实验分析表明该方法能有效提高GNSS高程拟合精度.      

基于EGM2008模型的区域GNSS高程拟合分析

针对水准测量工作较为繁重的问题,本文采用一种基于重力场模型的GNSS高程拟合方法。通过采用已知GNSS水准点计算高程异常,与EGM2008模型计算的高程异常求差值。利用二次多项式拟合方法求出待定参数,将其他GNSS水准点作为检核点,求出EGM2008模型拟合的GNSS高程,与检核点水准高程比较验证,得出不同地形区域GNSS高程拟合时所能达到的精度都优于3 cm。实验结果表明:该方法只用少量的GNSS水准点就能满足工程应用所需的厘米级精度,可为一般工程测量工作提供理论研究与工程应用参考。     

顾及似大地水准面趋势变化的高程异常拟合方法

全球导航卫星系统(GNSS)使用的高程系统为大地高系统,而在我国实际工程中使用的高程系统为正常高系统。为了使GNSS得到的大地高数据直接应用于实际工程中,需要求解出测点的高精度高程异常值,进而将大地高转换至正常高。本文从高程异常曲面拟合过程中的特征点选取角度出发,基于SGG-UGM-2全球重力场模型及移去恢复型曲面拟合方法,提出了一种顾及似大地水准面趋势变化的高程异常拟合方法。经过武汉某沿河实验区实例验证,本文提出的高程异常拟合方法拟合精度损失小,拟合中误差达到±0.014 m,完全满足绝大多数工程测量需求。     

GNSS定位测量高程拟合方法的研究与实践

通过介绍GNSS高程拟合的原理,介绍了固定差改正法、曲线拟合法、曲面拟合法3种高程拟合的方法,以具体的工程测量任务为实例,采用GNSS固定差改正高程拟合法与四等水准测量的两种方法,解算出测区内点的高程,并对点位高程坐标进行了精度分析,得到了可靠的结论,为测量工作提供参考依据.     

顾及地形横向密度变化的GNSS高程转换方法

针对GNSS高程转换过程中忽略了地形密度横向变化的问题，该文给出了顾及地形横向密度变化的GNSS高程转换方法。采用经典棱柱体空间积分对剩余地形模型进行建模来填补重力场模型中所遗漏的高频信息，并利用二次曲面法对残余高程异常进行拟合，较好地提升了高程转换精度。实验结果表明：与仅由重力场模型解算的高程异常相比，考虑剩余地形高程异常后，GNSS高程转换的精度整体提升了约0.4 cm;考虑地形横向密度变化后，GNSS高程转换的精度整体进一步提升了约0.1 cm;利用二次曲面拟合法对所有模型残余高程异常进行计算的结果显示，顾及地形密度横向变化后的GNSS高程转换方法给出结果最优，达到了3.4 cm。     

稳健估计在GNSS高程拟合中的粗差探测

由于最小二乘法不能有效地抵抗粗差,而控制点的平面坐标和高程异常值中不可避免地含有误差,对应用最小二乘法和稳健估计法在GNSS高程拟合中的粗差探测进行探讨。通过对不同数量控制点的高程异常观测值中加入粗差,采用两种算法在求解GNSS高程拟合中的精度进行分析比较,并对粗差在稳健估计中的干扰范围进行研究,结果表明,稳健估计具有抵抗多个粗差的能力。     

量子粒子群BP神经网络在GNSS高程转换中的应用分析

提出了一种基于量子粒子群神经网络(QPSO-BP)模型的GNSS高程转换方法,通过建立GNSS点平面坐标与正常高之间的三层QPSO-BP数学模型而实现GNSS高程转换。试验分析结果表明,该方法全局迭代进化搜索能力高、稳健性强、拟合及预测精度高,在GNSS高程转换方面具有良好的有效性与先进性。     

大高差变化区域GNSS高程转换模型与方法的优选

在地形起伏变化大的山区,基于GNSS技术实测的大地高和高精度几何水准实测的正常高数据,将线状拟合、平面拟合、曲面拟合等多种GNSS高程转换数学模型分别应用到GNSS/水准拟合法和EGM2008模型的"移去-恢复"法中,讨论了各模型方法在山区的高程转换应用情况及转换精度。利用Alltrans EGM2008 Calculator计算得到的地球重力场模型高程异常值,由于综合考虑了高程异常的几何和物理特性,使EGM2008模型的解算精度高于GNSS/水准拟合法精度。并通过实例证明,EGM2008"移去-恢复"法的曲面拟合模型适用于大高差山区cm级GNSS测高。     

基于多项式曲面拟合模型的高程转换方法及其结果分析

本文针对影响多项式高程转换精度的两个主要因素(拟合模型选择和拟合点选取),在分析不同阶次多项式表达特征的基础上,基于一次多项式拟合残差信息,提出了综合不同多项式曲面模型的GNSS高程转换方法,并通过实例验证了该方法的有效性。结果表明,利用一次多项式拟合残差空间分布信息反映的测区高程异常变化特征,作为二次多项式分区拟合区域划分或三次多项式拟合点选取的依据,进行高程拟合,可以将高程拟合精度从厘米级提高至毫米级。     

三层模型的BP网络在GNSS高程拟合中的应用研究

针对我国绝大多数矿山地区还没有实现大地水准面精化的现状,利用BP模型实现这些地区GNSS高程的高精度转换。首先利用传统数学模型进行GNSS高程拟合,然后进行两个输入元、不同中间神经元与单一输出元的三层BP神经网络下的二次数据拟合,通过BP网络自适应映射能力实现非线性运算,避免人为构建模型误差,进而提高GNSS高程转换的精度,优势明显。利用某矿山实际工程数据对BP模型结构拟合结果进行了实际验证,得出矿区高程拟合差值平均误差可达到0.000 1 m,中误差0.028 3 m。BP模型还解决了矿区进行GNSS水准拟合时由于大地水准面的不确定致使拟合精度不稳定的问题。