基于三次样条函数的长线路GNSS高程拟合研究

论文介绍利用三次样条函数进行GNSS高程拟合的原理和方法。以某公路改扩建工程一级GNSS控制网和四等水准网为例进行高程拟合研究。设计线性、二次曲线、三次曲线及三次样条4种函数模型作为高程拟合方案。结果表明,线性函数模型精度最低;二次、三次曲线函数模型精度相当;三次样条函数拟合精度最高,拟合中误差小于5cm,且拟合误差曲线平滑震荡较小,具有很好的适应性。     

基于深度BP/ELMAN神经网络的山区GNSS高程转换精度分析

将GNSS测量的大地高以较高精度转换为工程所需的正常高具有重要的实用价值。本文利用GSVS2017项目高精度的GNSS水准数据,分析了深度BP/ELMAN神经网络、广义回归神经网络(GRNN)、径向基函数神经网络(RBFNN)、支持向量机回归(SVR)、二次曲线拟合和曲面拟合等方法用于GNSS高程转换的精度。试验结果表明：(1)在训练点间距为50、30、15、10、5 km时,采用隐含层激励函数为ReLU的深度BP/ELMAN神经网络,其精度比GRNN、RBFNN、SVR、二次曲线拟合和曲面拟合方法高;(2)利用隐含层激励函数为ReLU的深度BP/ELMAN神经网络进行GNSS高程转换,5种训练点间距均可使90%以上检核点间的高差满足四等水准测量精度,75%以上满足三等水准测量精度要求,训练点间距为5 km时,55%以上的高差可达到二等水准测量精度要求。     

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。     

样条函数拟合GPS高程探讨

主要讨论了运用三次样条函数曲线拟合法来拟合GPS点的高程,并与多项式曲线拟合法比较,通过实例验证了此方法的可行性及其所能达到的精度,得出了一些有益的结论,并给出了一些建议。     

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。     

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。     

高程系统定义分析与高精度GNSS代替水准算法

从高程系统定义出发,探讨高程基准面的重力等位性质,测试分析不同类型高程系统地面点高程之间的差异,考察GNSS代替水准与实际水准测量成果的一致性,进而提出新的GNSS代替水准算法。主要结论包括:(1)当精度要求达到厘米级水平时,正常高的基准面也应是大地水准面。中国国家1985高程基准采用正常高系统,其高程基准面是过青岛零点的大地水准面。(2)近地空间中等解析正高面与大地水准面平行,GNSS代替水准能直接测定地面点的解析正高,但正常高系统更有利于描述地势和地形起伏。(3)本文给出的GNSS代替水准测定近地点正常高算法,大地高误差对正常高结果的影响比大地水准面误差大,前者影响约为后者的1.5倍。     

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。     

多面函数模型中核函数个数对GPS高程拟合精度影响分析

在局部地区GPS高程拟合中,选择不同的拟合模型和方法会对GPS高程拟合的精度产生很大的影响。本文通过对多面函数拟合模型中不同核函数中心点个数选择对GPS高程拟合精度影响的研究,通过实例计算分析得到结论:核函数中心点因个数选取的不同,对GPS高程拟合精度的影响较大,在采用多面函数模型拟合GPS高程时,应该考虑核函数中心点个数的选择问题。     

多项式拟合在西北地区GNSS高程转换中的应用研究

大地高转换正常高是工程测量中的重要工作之一。本文针对影响多项式高程转换精度的地形、拟合模型的选择以及拟合点布局三种因素,选取西北某地区平原、丘陵和山区地形进行区域高程转换精度研究。同时,分析了三种地形条件下拟合点布局对多项式拟合模型的影响。通过实验结果,得到了该拟合方法在高程转换中的定量结论,可为实际相关工作提供参考。     

复杂地形多源数据融合GNSS高程转换及实时服务

针对大范围、大高差复杂地形GNSS高程转换难题,以及新型基础测绘数据采集对快速实时获取正常高的需求,该文提出融合多源数据的GNSS高程转换及实时服务方法。该方法采用重力场模型或似大地水准面获取高程异常中长波信息,结合GNSS/水准数据分离出高精度短波信息,进行融合建模,表达局部复杂地形变化,提高高程转换精度;采用“双伪参数加密”方法,对高程转换参数进行动态加密,实现高程基准安全、实时服务。选取丘陵、山地、高山地3种地形的GNSS/水准数据进行分析,验证该方法可行性,结果表明：融合多源数据的高程转换精度提升显著,采用不同重力场模型差异较小,多种几何模型中,多面函数精度最优,3种地形外符合精度分别优于1.5、2.3和2.4 cm,该方法满足复杂地形高程转换及实时服务需求。     

GPS高程转换的若干问题的研究

本文对ＧＰＳ高程测量中存在的若干问题进行了较为详细的讨论,概述了ＧＰＳ高程的常用方法及其计算机实现,并结合部分实测资料对ＧＰＳ高程转换可能达到的精度进行了实验,分析得出了一些结论。     

顾及地球重力场模型的GNSS高程转换方法

针对使用单纯数学模型在进行GNSS高程拟合过程中,只能体现测区高程异常的大致趋势,无法表现出细节变化,进而影响GNSS高程转换精度的问题。提出了地球重力场模型与数学函数相结合的"移去-拟合-恢复"GNSS高程转换方法,以安徽省淮南市某矿工作面走向线为例,分别采用单纯数学模型和顾及EIGEN-6C4、EIGEN-6C2、EGM2008地球重力场模型的"移去-拟合-恢复"法进行了高程转换研究,并将各种高程转换的结果进行了对比分析。结果表明,多面函数相对二次曲面的转换精度较好,顾及地球重力场模型的"移去-拟合-恢复"法较单纯数学模型的高程转换精度有了大幅度的提高;顾及EIGEN-6C4地球重力场模型的GNSS高程转换精度,优于顾及EIGEN-6C2地球重力场模型的转换精度,优于顾及EGM2008地球重力场模型的转换精度。     

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。     

基于EGM2008重力场模型的高程转换精度分析

简述了基于重力场模型EGM2008在天宝TBC软件的高程转换方法,通过南水北调中某干线高程控制网进行试算和分析,其结果表明,利用EGM2008重力场模型的高程转换精度满足四等水准的精度要求.     

GPS拟合高程代替五等水准测量精度的分析与探讨

就GPS高程转换进行研究,论述了GPS高程转换的过程及常用方法,特别对数学模型拟合法进行了讨论,最后通过对某地区GPS拟合高程与水准高程的精度对比分析,提出了利用GPS观测值加已知高程点拟合求待定点高程的方法,论述了等级网GPS拟合高程可以达到的普通几何水准测量精度。     

区域高程基准统一方法及精度分析

研究采用EIGEN-6c4stat和EGM2008重力场模型及GNSS/水准数据确定区域不同高程基准间的系统差,进而实现不同高程基准间的基准统一及高程转换,最后利用本文方法实现了某一跨国勘测项目的高程基准统一。结果表明,本文方法可行、方便,在小区域范围内具有较高的精度。     

GPS高程综合拟合模型与精度分析

通过对多面函数和二次曲面模型的分析,提出了一种更高精度拟合高程的综合模型。结合实例,对比研究证实该方法的可行性,为大地高向正常高转换提供了一种参考思路。     

EGM2008重力场模型在长江流域GNSS高程拟合的应用分析

以荆江四口洪道静态控制网工程为例,基于EGM2008重力模型进行GNSS高程拟合,对拟合结果进行精度分析并达到四等水准要求,大大的减轻了四等水准工作量,提升了工作效率。