GPS水准高程拟合模型的研究与应用

论文摘要

传统的大地测量不但需要大量的人力、物力而且运行周期长,成本高。全球定位系统(Global Positioning System,简写为GPS)在测量领域的应用给传统测量带来了历史性变革,虽然GPS可以全天候提供三维坐标、速度和时间,但是GPS三维坐标中的Z坐标,即大地高未能在生产实际中发挥应有的作用,使得GPS测量在确定平面坐标之后还要在测站上进行几何水准测量。如何能有效利用GPS的高程信息,把大地高转换成正常高,直接为测绘生产服务,实现GPS观测时能同时获得实用的三维坐标,是一个非常实际而又有意义的课题。针对目前GPS水准高程研究的现状,本文首先将粗差探测技术引入到数据预处理当中,从而提高了成果的可靠性和精确性,然后重点讨论了狭长带状区域的解析内插法和面状区域的数学曲面拟合法,并结合实例分析,总结了各种拟合模型的优缺点,并给出了一些合理建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究 GPS 高程的背景和意义
• 1.2 确定高程异常的常用方法
• 1.3 本文的主要工作和研究内容
• 2 高程系统的基本理论
• 2.1 高程基准面及起算原点
• 2.1.1 基准面的定义[9]
• 2.1.2 水准高程起算原点
• 2.2 高程系统
• 2.2.1 大地高系统
• 2.2.2 正高系统
• 2.2.3 正常高系统
• 2.2.4 力高系统和地区力高系统
• 2.2.5 不同高程系统之间的关系
• 3 数据粗差探测
• 3.1 粗差探测概论
• 3.1.1 观测值误差与改正数之间的关系
• 3.1.2 粗差探测的类型
• 3.2 粗差归入随机模型的探测方法
• 3.2.1 M 估计的基本原理
• 3.2.2 选权迭代法的基本原理
• 4 GPS 水准高程拟合方法
• 4.1 等值线图示法
• 4.2 狭长带状区域拟合模型
• 4.3 面状区域拟合模型
• 4.3.1 曲面拟合法
• 4.3.2 加权平均拟合法
• 4.3.3 移动曲面拟合法
• 4.4 GPS 拟合高程的精度评定指标
• 5 应用实例
• 5.1 模型程序实现基础
• 5.2 所用算例的工程概况
• 5.3 数据拟合前的粗差探测
• 5.3.1 狭长带状工程数据粗差探测
• 5.3.2 面状区域工程数据粗差探测
• 5.4 带状区域工程算例分析
• 5.4.1 算例小结
• 5.5 面状区域工程算例分析
• 5.5.1 算例小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间公开发表的学术论文
• 致谢
• 附录
• 附录 A
• 附录 B