GPS高程拟合方法比较文献综述

 2021-09-27 00:05:46

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文 献 综 述一.GPS高程拟合的意义与作用 随着GPS定位技术的发展与应用,GPS定位技术以其精度高、全天候、成本低、效率高等特点被广泛应用于测绘及其它领域。

目前在局部地区应用GPS测定的大地高精度已可达,要想把此成果应用到实际测量工作中,就必须研究GPS大地高与正常高的关系。

GPS 高程测量是在 WGS-84 地心坐标系上进行的,它所测得的高程是测站点相对于 WGS-84 椭球面的大地高,而在普通测量和城市测量系统中,地面点的高程采用的是正常高系统,因此 GPS 高程数据不能直接使用。

若能求出测量点在 2 种高程系统中的高程异常,就可以将高程异常加入到大地高,从而确定测量点的正常高。

如图所示,大地高与正常高的关系为:n=H-h(1)该式中:n为高程异常,即似大地水准面与参考椭球面之间的距离,h常即正常高,H大即大地高。

严格来讲,这个表达式是近似的,还应考虑参考椭球面法线与铅垂线差异(垂线偏差)的影响,而由此引起的高程异常一般不超过0. 1 mm,完全可以忽略。

由于各GPS点上的高程异常值无法直接测得,目前还无法直接将大地高精确地转换为正常高,传统的几何水准测量方法是测绘领域中测定正常高的主要方法,这种方法虽然精度高,但实施起来费时费力,效率低.如何利用GPS的精度高、速度快、操作简单等优点来解决高程问题成为测绘科学领域的一个热点,而如何求得精确的高程异常则是测绘技术的关键.目前大都采用GPS高程拟合的方法来解决这类问题. 二.GPS高程拟合方法的介绍1.等值线图示法该方法主要是根据测区内已知点的高程异常值,绘出测区高程异常的曲线图,知道待测点的WGS-84位置后,就可以利用内插的方法来确定待测点的高程异常.经验表明:在地势比较平坦的地区,内插法得到的高程异常的精度可达厘米级2.曲线拟合法当GPS点按线状布设时,就可以根据水准重合点的平面坐标和高程异常值,拟合出测线方向上的似大地水准面曲线,解求插值点的高程异常. 3.平面拟合法在小区域(面积不大于120 km2)且较为平坦的范围内,可以考虑用平面逼近似大地水准面,该法拟合精度达3~4 cm. 4.曲面拟合法这是目前应用比较广泛的一种拟合模型,它的主要特点是:精度较高,能在多种地形情况下使用,但需要采用较多的知点来进行拟合。

在小区域 GPS 网内,可以将似大地水准面看成曲面或者平面,高程异常在平面坐标中的函数为 f (x, y),通过水准联测点的高程异常确定出测区的似大地水准面形状,进而内插得到其余各点的高程异常,然后求得正常高。

利用这种拟合方法求出的高程与直接测得的高程同属一个系统,不受起算点绝对坐标误差的影响。

5.移动法曲面拟合其基本思想是以每一个内插点为中心,利用内插点周围的若干已知点建立一个按距离加权的多项式拟合去内插该点的值,是一种特殊的局部逼近法。

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