高精度GPS水準(zhǔn)算法研究及其應(yīng)用.pdf

1、GPS的出現(xiàn)對(duì)許多常規(guī)測(cè)量技術(shù)產(chǎn)生了極大沖擊,對(duì)幾何水準(zhǔn)也不例外.首先,在效率、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)時(shí)性甚至在精度上,GPS的挑戰(zhàn)是明顯的.在不一定要正常高的許多場(chǎng)合,GPS可以代替水準(zhǔn)測(cè)量,單獨(dú)完成工程和科學(xué)任務(wù).其次,通過似大地水準(zhǔn)面計(jì)算好確定高程異常后,GPS測(cè)量的大地高可以轉(zhuǎn)換成正常高,從而代替水準(zhǔn)測(cè)量.GPS技術(shù)的發(fā)展,特別是厘米級(jí)似大地水準(zhǔn)面的發(fā)展,為GPS測(cè)量正常高提供了技術(shù)基礎(chǔ).然而把GPS測(cè)量大地高轉(zhuǎn)換成正常高仍存在多種方法的優(yōu)

2、選和一些質(zhì)量控制問題,本文就是對(duì)這兩方面的內(nèi)容做了比較詳細(xì)的研究.文中在總結(jié)了一些與GPS水準(zhǔn)測(cè)量相關(guān)的問題之后,分三大章節(jié)分別介紹了三種GPS高程轉(zhuǎn)換方法,分別為數(shù)值逼近法、顧及全球重力場(chǎng)的移去-恢復(fù)法,以及基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法.數(shù)值逼近包括函數(shù)模型逼近和統(tǒng)計(jì)模型逼近.前者的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于趨勢(shì)性變化的擬合效果較好,但需要合適的函數(shù)模型形式和合適的模型參數(shù)個(gè)數(shù),后者的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算靈活,尤其對(duì)穩(wěn)態(tài)隨機(jī)過程的逼近效果較好,但它的核心問題是選擇并擬合

3、出可靠的、有代表性的協(xié)方差函數(shù).基于此文中第三章導(dǎo)出了一種將函數(shù)模型逼近和統(tǒng)計(jì)模型逼近二者有機(jī)結(jié)合的綜合逼近模型,以便充分利用兩者的優(yōu)點(diǎn).按數(shù)據(jù)的來源不同,求解重力異常的方法可以分為重力測(cè)量法和幾何測(cè)量法兩大類,兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)在好幾個(gè)方面基本上是互補(bǔ)的.第四章的顧及全球重力場(chǎng)的移去-恢復(fù)法就是綜合了這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)的一種GPS高程轉(zhuǎn)換方法,其基本思想是在利用模型逼近法進(jìn)行高程轉(zhuǎn)換前,首先移去用重力場(chǎng)模型計(jì)算得的到高程異常中長(zhǎng)波部分,然

4、后對(duì)剩余的高程異常進(jìn)行擬合和內(nèi)插,在內(nèi)插點(diǎn)上再利用重力場(chǎng)模型把移去的中長(zhǎng)波部分恢復(fù),最終得到該點(diǎn)的高程異常.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入與輸出關(guān)系是一個(gè)高度非線性映射關(guān)系,而我們知道幾何的GPS高程轉(zhuǎn)換實(shí)質(zhì)也是從坐標(biāo)到高程異常的映射,所以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種高精度的高程轉(zhuǎn)換方法,但是它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)造沒有一定的標(biāo)準(zhǔn),第五章主要通過多次試驗(yàn)來討論用于GPS高程轉(zhuǎn)換的BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).本論文的主要研究?jī)?nèi)容是高精度GPS水準(zhǔn)算法,所以很有必要在整個(gè)過程中進(jìn)行質(zhì)