小區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化方法研究.pdf

1、大地水準(zhǔn)面或似大地水準(zhǔn)面是獲取空間地理信息的高程基準(zhǔn)面。在高精度、高分辨率似大地水準(zhǔn)面的支持下，利用GPS測(cè)量可以直接測(cè)得正高或正常高，從而取代了傳統(tǒng)復(fù)雜的水準(zhǔn)測(cè)量。因此，確定高精度的似大地水準(zhǔn)面是當(dāng)今大地測(cè)量學(xué)研究的熱點(diǎn)同時(shí)也是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)建立高程基準(zhǔn)的主要任務(wù)之一。隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)和相關(guān)科技的快速發(fā)展，似大地水準(zhǔn)面的發(fā)展將向分米級(jí)、厘米級(jí)和高分辨率方面發(fā)展。高精度、高分辨率的似大地水準(zhǔn)面不僅為測(cè)繪學(xué)、地球物理學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、地殼變

2、形、地震學(xué)等的研究與基礎(chǔ)工程建設(shè)提供地球空間信息，也是構(gòu)建數(shù)字中國(guó)不可或缺的基礎(chǔ)信息之一。
　　本文首先介紹了確定區(qū)域似大地水準(zhǔn)面的重要性和意義，以及國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀。并闡述了建立區(qū)域似大地水準(zhǔn)面的基本理論和常用方法，分別對(duì)其中的幾何法、重力法和組合法進(jìn)行了詳細(xì)的分析、討論和研究。常規(guī)的確定區(qū)域似大地水準(zhǔn)面方法為GPS水準(zhǔn)法，其中最常用的擬合方法為曲面擬合法，然而這種方法確定的似大地水準(zhǔn)面為未顧及大地水準(zhǔn)面物理性質(zhì)的一種趨勢(shì)面，

3、并且擬合時(shí)只考慮測(cè)量誤差，從而導(dǎo)致擬合結(jié)果不準(zhǔn)確，本文選取二次多項(xiàng)式函數(shù)模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)模型和同時(shí)顧及測(cè)量誤差以及模型誤差的最小二乘配置法運(yùn)用GPS水準(zhǔn)法進(jìn)行擬合推估，分析比較了各種模型的優(yōu)缺點(diǎn)；鑒于幾何法和重力法的互補(bǔ)性，本文探討利用“移去-恢復(fù)”技術(shù)通過(guò)移去地球重力場(chǎng)模型中的中長(zhǎng)波信息得到更加平滑的剩余高程異常，并運(yùn)用以上幾種方法進(jìn)行擬合推估，分析比較了“GPS水準(zhǔn)法”和“移去-恢復(fù)法”的擬

4、合精度；并著重分析了最小二乘配置法不同協(xié)方差函數(shù)在“移去-恢復(fù)法”下的擬合精度。
　　研究結(jié)果表明：對(duì)于大面積高程異常值變化較大的地區(qū)，多項(xiàng)式函數(shù)模型由于函數(shù)結(jié)構(gòu)的原因擬合能力有限；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在擬合學(xué)習(xí)過(guò)程中易出現(xiàn)過(guò)學(xué)習(xí)和局部極小值等現(xiàn)象；最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)和最小二乘配置法(LSC)都具備較好的擬合外推能力，兩者精度相當(dāng)；當(dāng)最小二乘配置法中協(xié)方差函數(shù)為高斯函數(shù)和似高斯函數(shù)時(shí)能夠取得較高的擬合精度，對(duì)于依賴各點(diǎn)之間