基于BP神经网络的GPS高程转换方法

论文摘要

似大地水准面是获取地理空间信息的高程基准面,如果能够建立高精度的似大地水准面模型,借助高精度的GPS测量技术,可以间接测定正常高,直接为工程应用服务,从而省去了工作量巨大的传统水准测量。同时,建立和精化地方或区域似大地水准面模型,对现今GPS定位时代建立和维护国家高程参考框架具有重要意义,也是一个国家发展测绘事业的一项大地测量基础建设。本文阐述了与区域似大地水准面精化相关的基本理论,介绍了各种精化方法的基本原理和适用条件,介绍了精化结果的精度评定方法。结合工程实例A,通过GPS水准,分别采用不同的拟合方法进行高程异常拟合,根据拟合结果,分析各种方法的优缺点。本文重点研究如何采用BP神经网络方法精化区域似大地水准面,分析BP神经网络的模型结构、参数设置以及各种参数之间的相关性问题,经过大量的试验,最终建立了一个BP神经网络优化模型。为了得到高精度的似大地水准面模型,针对区域性似大地水准面的复杂性和模糊性,本文提出了一种创新的拟合方法,即基于格网的BP神经网络方法。首先对该方法进行理论上的阐述,然后将该方法应用到具体的工程实例中,拟合效果明显优于其它拟合方法,新方法具有广阔的工程应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 区域似大地水准面精化的背景和目的
• 1.2 国内外精化似大地水准面发展的现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 精化似大地水准面的原理和方法
• 2.1 概述
• 2.2 似大地水准面精化的相关概念
• 2.3 似大地水准面精化方法
• 2.3.1 几何解析法
• 2.3.2 重力学法
• 2.3.3 BP 神经网络法
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于BP 神经网络的GPS 高程转换的方法
• 3.1 神经网络概述
• 3.2 BP 神经网络原理及模型特点
• 3.2.1 BP 网络的原理
• 3.2.2 BP 网络的特点与不足
• 3.2.3 BP 网络算法的改进
• 3.3 GPS 高程转换中BP 模型的研究
• 3.3.1 试算数据A 的概况
• 3.3.2 GPS 高程拟合BP 网络模型研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 大区域似大地水准面精化研究
• 4.1 大区域似大地水准面精化特点
• 4.2 试验数据B
• 4.3 试验数据B 的试验分析
• 4.3.1 平面拟合法
• 4.3.2 二次曲面拟合法
• 4.3.3 BP 神经网络拟合法
• 4.3.4 “BP 神经网络+二次曲面模型”拟合法
• 4.3.5 “BP 神经网络+方格网”方法
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 后续研究工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果