GPS高程转换常用方法评价及精度分析

GPS高程转换常用方法评价及精度分析

王柏恒周万晶

王柏恒周万晶（江西省基础测绘院江西南昌330001）

关键词：GPS;高程拟合;精度分析

1、引言GPS高程测量具有高效性和实时性，使其逐渐替代经典的精密水准测量成为当前研究的热点，可满足当前测量动态化和现代化技术的要求[1]。本文主要在国内外GPS高程转换研究的基础上，结合实测数据对现有方法进行讨论。在现阶段，国内外学者进行GPS高程转换可用的方法有重力法[4][5]和数值逼近法，但在实际应用中，由于重力施测的困难性，相对成本较高，加之一般生产单位由于保密等原因无法获取重力数据，使利用重力法进行GPS高程转换成为一种难以推广的方法，较为常用的方法仍然是数值逼近法。其中，数值逼近法主要分为几何逼近法和神经网络法[6][7]。

2常用GPS高程转换方法2.1多项式拟合法多项式拟合又分为曲线拟合和曲面拟合。当GPS观测点位布设成带状或线状分布时，主要采用的是多项式曲线拟合[3]，假设点位的高程异常值iζ与对应点位平面坐标(,)iixy中的某一项（如ix或iy）存在函数关系；2.2多面函数拟合法

分析图5和表5，并与图2表3比较，可知：（1）在本实例的基于最小二乘配置的二次曲面高程拟合，通过检核点的外符合精度计算可以看出，无论是在平坦地区还是在丘陵地区，选取最小二乘配置方法比单纯的二次曲面拟合，精度都有了明显的改善和提高。（2）在本例中，谐方差函数选取了希尔伏宁函数，这时得到的观测值的改正数和外符合精度都比较高，因此，对于最小二乘配置模型的构建，难度最大的就是谐方差函数的确定，模型的选择及模型中参数的设置不同，计算的结果会有很大的差异。

4总结本文从理论和实例计算两个方面阐述和评价了当前GPS高程拟合的几种常用方法在GPS高程拟合中的适用性，为测绘工作方法的选择提供了参考。主要比较的方法有多项式曲面拟合、多面函数拟合、移动曲面拟合和最小二乘配置方法。通过上面试验结论证明：在平坦地区，多项式曲面拟合、多面函数法和移动曲面法均具有较高的拟合转换精度；在丘陵地区，多面函数法和移动曲面法具有较高的拟合转换精度；再者，在选择拟合模型的同时，考虑使用最小二乘配置，可以减小拟合模型与实际似大地水准面之间非随机差异，提高GPS高程的转换精度。

参考文献[1]魏子卿.高程现代化问题[J].武汉大学学报（信息科学版），2001,26（5）：377-380.[2]李征航,黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社,2010.[3]徐绍拴.GPS测量原理与应用[M].武汉：武汉大学出版社,2008.[4]李斐,岳建利,张利明.应用GPS/重力数据确定（似）大地水准面[J].地球物理学报,2005，48（2）：294-198.[5]张雪平.基于重力场模型的GPS高程转换方法分析及精度评价[D].武汉大学，2012.[6]任超,吴伟,黄征凯,等.基于AIC准则的RBF神经网络在GPS高程拟合中的应用[J].测绘科学，2012,38（2）：77-79.[7]王殊伟,李斐,柯宝贵,等.基于BP神经网络算法的GPS水准高程转换[J].武汉大学学报（信息科学版），2009,34（10）：1190-1193.