高精度GPS水準(zhǔn)算法研究及其應(yīng)用.pdf

1、GPS的出現(xiàn)對許多常規(guī)測量技術(shù)產(chǎn)生了極大沖擊,對幾何水準(zhǔn)也不例外.首先,在效率、經(jīng)濟性、實時性甚至在精度上,GPS的挑戰(zhàn)是明顯的.在不一定要正常高的許多場合,GPS可以代替水準(zhǔn)測量,單獨完成工程和科學(xué)任務(wù).其次,通過似大地水準(zhǔn)面計算好確定高程異常后,GPS測量的大地高可以轉(zhuǎn)換成正常高,從而代替水準(zhǔn)測量.GPS技術(shù)的發(fā)展,特別是厘米級似大地水準(zhǔn)面的發(fā)展,為GPS測量正常高提供了技術(shù)基礎(chǔ).然而把GPS測量大地高轉(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)計模型逼近.前者的優(yōu)點是對于趨勢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)個數(shù),后者的優(yōu)點是計算靈活,尤其對穩(wěn)態(tài)隨機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)計模型逼近二者有機結(jié)合的綜合逼近模型,以便充分利用兩者的優(yōu)點.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量法和幾何測量法兩大類,兩種方法的優(yōu)缺點在好幾個方面基本上是互補的.第四章的顧及全球重力場的移去-恢復(fù)法就是綜合了這兩種方法的優(yōu)點的一種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,首先移去用重力場模型計算得的到高程異常中長波部分,然

4、后對剩余的高程異常進(jìn)行擬合和內(nèi)插,在內(nèi)插點上再利用重力場模型把移去的中長波部分恢復(fù),最終得到該點的高程異常.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).本論文的主要研究內(nèi)容是高精度GPS水準(zhǔn)算法,所以很有必要在整個過程中進(jìn)行質(zhì)