GPS高程拟合方法应用与研究

GPS高程拟合方法及精度分析

GPS高程拟合方法及精度分析GPS（全球定位系统）是一种通过卫星进行定位的导航系统，它通过接收地面上的GPS 接收器收集到的卫星信号来确定接收器的位置。

GPS系统不仅可以提供经度和纬度等位置信息，还可以提供高程信息。

在实际应用中，由于各种误差的存在，GPS高程数据往往需要进行拟合处理，以提高其精度。

GPS高程拟合方法主要有以下几种：1.大地水准面拟合法：该方法假设地球上存在一个水准面，通过高程数据与该水准面的差值来进行拟合。

大地水准面拟合法可以根据地球椭球体模型进行，也可以根据区域地形特征进行。

2.多项式拟合法：该方法通过将GPS高程数据与多项式函数进行拟合，来估算出真实的地理高程。

多项式拟合法常用的模型有一次、二次和三次多项式，其拟合误差随着多项式的阶数增加而减小。

3.高斯滤波法：该方法考虑到GPS高程数据的时序性，通过滤波算法对数据进行平滑处理，以提高高程数据的精度。

高斯滤波法利用高斯函数对数据进行加权平均，同时考虑到观测误差的方差，使得滤波结果更加符合实际情况。

1.接收器误差：GPS接收器的误差包括时钟误差、接收机硬件误差等，这些误差会直接影响到GPS高程数据的精度。

2.卫星误差：卫星的轨道误差、钟差误差等因素也会对GPS高程数据的精度产生影响。

3.大气误差：由于大气对GPS信号的传播会产生延迟和折射等误差，因此对GPS高程数据的精度也会有一定的影响。

4.数据后处理方法：不同的数据后处理方法对GPS高程数据的精度有着较大的影响。

合理选择数据处理方法可以提高GPS高程数据的精度。

为了提高GPS高程数据的精度，在采集数据时需要注意选择合适的接收器和卫星，并进行数据后处理以减小误差。

还可以通过与地面高程标志点对照来校正高程数据，以获得更高的精度。

GPS水准高程拟合的应用探讨

注入站，５个监测站组成；息信接收部分是用户使用的接收机。该系统可提供２４小时全天候定位导航。其工作原理简单地说
就是测量后方交会原理，通过接收机接收卫星信号，信息下载后采用软件进行基线向量处理，最后计算出点位的三维坐标。
目前ｅＳ术已全面应用于民用方面，在测绘领域得到广泛Ｐ技
这种方法，首先要根据各己知点的高程异常值，出测区绘
高程异常的等值线图，然后利用内插方法确定未知点的高程异常。当水准测量资料充分时，这一方法所求高程异常的精度，主要取决于ｅＳ观测点的分布与密度，以及大地高的测定精Ｐ度。当区域较大，ＰＧＳ点的分布较为稀疏时，应综合利用重力测量资料（或地形资料）以顾及ＧＳ点间高程异常的非线性变，Ｐ
差和高程异常差的精度；中大地高程差，利用ＧＳ定位技其可Ｐ术精确地测定，高程异常差的精度，其计算方法及其所利而与
所谓解析法，即采用某种规律的数学而，拟合测区的似来
便。其缺点是，高程异常值将受到等值线图绘制精度和内插误
差的影响。３２解析法（合法）．拟

式中，。 ∈ 为高程异常，为大地高，为正高或正常高。Ｈ★ Ｈ可见，由此所计算的正常高的精度，主要决定于大地高程
１ＧＳ简介Ｐ
ＧＳＧｏａＰｓｉｉｙｔ是全球卫星定位系统的英文Ｐ（ｌｌｏｉｏｎＳｓｍ）ｂｔｎｇｅ

GPS高程拟合方法

G P S高程拟合方法 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】GPS高程拟合方法等值线图示法等值线图示法是最直接的求算高程异常的方法。

这种方法的核心思想就是内插的思想，绘制高程异常的等值线图，然后采用内插法来确定未知点的高程异常值。

具体操作十分的简单，在测区内制定分布均匀的GPS点，用水准测量的方法来测定这些点的水准高，根据公式ζ=H-Hr求出这些点的高程异常，选择适当的比例尺按照已知点的平面坐标展会在图纸内，对已知点标注出高程异常值，再确定等高距，绘制出高程异常值的等值线图。

之后就可以内插出待测点的高程异常值，进而求出待测点的正常高。

这种方法只适用地形相对平坦的地方，在此种测区内采用这种方法拟合的高程精度可达到厘米级。

测区的地形相对复杂内插出的高程异常值就不准确，而且这种内插法的精度往往取决于两个方面，分别是测区内GPS点的分布密度和已知点大地高的精确度。

首先GPS 点的分布比较密集，那么内插精度就相对较高，如果比较稀疏这时候就要借助于此测区的重力测量资料，提高内插精度。

且还要注意GPS点间高程异常的非线性变化。

另外就是水准点的精度，联测时尽量选取高精度的正常高，尽可能使得出的高程异常值准确，进而才能内插出待测点高精度的高程异常值。

这种方法虽然简单易操作，但是有其弱点，就是精度不高，只有当对拟合精度要求不高的时候才使用此种方法(注：等值线法不需构造数学模型)。

狭长带状区域线性拟合解析内插法作为拟合高程最常用的方法，主要思想是把似大地水准面用数学曲面近似拟合，建立所在测区内最为接近似大地水准面的数学模型，以此来计算测区内任意点的高程异常值，从而计算出正常高。

这种方法计算出的高程异常值的精度是由所采用的数学模型和似大地水准面的拟合程度所决定的。

解析内插法在选择数学模型时，首先要考虑的就是GPS点的分布情况。

GPS点的分布情况可分为带状分布和面状分布。

线路测量中GPS高程拟合的应用研究

将多种质量控制措施因地制宜地结合起来，采取全面的质量保证
确保了ＪＣＳ系统中ＲＫ测量点位精度的可靠性。ＸＯＲＴ其中，０为测量点采用参数转换后的转换值与已知值之差；Ｎ措施，为每一测点测量值总数；为系统外附合精度，映系统定位的参考文献：反
１ｘ和ｙ两个方向上较差基本上均为正值，现出了系统）表
３．２系统外附合精度的评定４．
系统的外附合精度，用下式表示：采
＝ ± 。
速嘉兴城市勘测进入数字化、信息化和自动化的步伐。同时，Ｘ— Ｊ
ＣＲＯＳ中ＲＫ测量的精度受到多种因素的影响，Ｔ在作业过程中很
难判断问题出在哪。我院在分析ＲＫ测量误差的基础上，量Ｔ尽
线路测量中ＧＰＳ高程拟合的应用研究
薛明
摘要：绍了ＧＳ高程拟合原理，用平面拟合和多项式函数拟合两种ＧＳ高程拟合方法，不同地形和长度的两个介Ｐ运Ｐ对测区进行了处理，比较了两种方法的优缺点，出了选取ＧＳ水准联测点时的注意事项。井提Ｐ
７１。
ห้องสมุดไป่ตู้
其中，为每一测点测量值总数；Ａ为测点测量值与相应测５结语
量平均值在ｘ，Ｈ方向上的差值；为系统分别在Ｘ，Ｈ方ｙ，Ｍｙ，
在嘉兴地区采用Ｊ（）Ｓ系统ＲＫ测量方式，将大大加ＸＸＲＴ它

GPS高程拟合方法及精度分析

GPS高程拟合方法及精度分析引言随着全球定位系统(GPS)的普及和发展，GPS技术在地球科学、工程测量和导航定位等领域得到了广泛的应用。

GPS高程的测量和拟合在地球科学研究和工程测量中扮演着重要的角色。

对GPS高程拟合方法及其精度进行深入的研究和分析具有重要的意义。

一、GPS高程拟合方法GPS高程的测量是通过GPS卫星信号和接收机接收时间的差值来计算得到的。

在GPS测量中，精确的高程测量是非常重要的。

高程拟合是指根据已知的GPS观测数据，通过一定的数学模型和算法，来拟合出地球表面上各点的高程值。

目前常用的GPS高程拟合方法主要包括差分GPS法、动态大地水准面模型法和GNSS/地球重力模型法。

1. 差分GPS法差分GPS法是基于参考站和移动站测量GPS信号的相位和码距的差值来进行高程测量的方法。

该方法可以减小大气层等误差对高程测量的影响，提高高程测量的精度。

差分GPS法广泛应用于工程测量和导航领域，具有较高的精度和实用性。

2. 动态大地水准面模型法动态大地水准面模型法是基于大地水准面模型预测的高程值和GPS观测数据进行拟合的方法。

通过使用大地水准面模型，可以对GPS测量中的大气层延迟和其他误差进行校正，提高高程测量的精度。

该方法适用于地球科学研究领域，可以得到更为精确的高程值。

二、GPS高程拟合精度分析GPS高程拟合的精度是衡量其可靠性和实用性的重要指标。

在GPS高程拟合过程中，需要对其精度进行综合分析和评估。

1. 精度影响因素GPS高程拟合的精度受到多种因素的影响，主要包括大气层延迟、接收机误差、地形和重力效应、卫星轨道误差等。

这些因素会对GPS高程拟合的精度产生影响，需要在实际应用中进行综合考虑和分析。

2. 精度评估方法针对GPS高程拟合的精度进行评估，可以采用单点定位和差分定位、统计分析和误差分析等方法。

通过对GPS观测数据和拟合结果进行综合分析和评估，可以得到GPS高程拟合的精度水平和可靠性。

GPS高程拟合模型及其应用研究

GPS高程拟合模型及其应用研究1. 本文概述全球定位系统（GPS）作为一种高精度、全天候的空间定位技术，已在众多领域中得到广泛应用。

GPS测量所得的大地高程值与实际工程应用中所需的正常高程存在差异，这一差异给GPS技术在工程测量、地形测绘等领域的应用带来了一定的局限性。

为了解决这一问题，高程拟合模型的研究成为关键。

本文旨在探讨GPS高程拟合模型的理论基础、方法及其在实际应用中的效果。

对GPS高程拟合的必要性和现有研究进行综述，明确本文的研究背景和意义。

接着，详细介绍了不同类型的GPS高程拟合模型，包括几何法、重力学法以及组合法等，并对这些模型的原理、特点及适用范围进行了分析比较。

在此基础上，本文重点研究了基于最小二乘配置法的GPS高程拟合模型。

通过实例分析，验证了该模型在提高高程转换精度方面的有效性。

本文还探讨了影响GPS高程拟合精度的主要因素，如基准点选择、拟合区域大小、地形复杂度等，并提出了相应的优化策略。

本文总结了GPS高程拟合模型在实际工程中的应用情况，如城市规划、土地管理、水利建设等领域，并展望了未来GPS高程拟合技术的发展趋势和研究方向。

通过本文的研究，旨在为相关领域的技术人员提供理论参考和实践指导，进一步推动GPS技术在各个应用领域的深入发展。

2. 技术概述GPS系统简介：介绍全球定位系统（GPS）的基本原理，包括其由卫星群、地面控制站和用户设备组成的结构。

GPS信号传播：讨论GPS信号如何从卫星传播到地面接收器，以及影响信号传播的各种因素（如大气层、多路径效应等）。

高程拟合定义：解释高程拟合的概念，即将GPS获得的平面坐标转换为准确的高程值的过程。

高程参考系统：介绍不同的高程参考系统（如WGS 当地高程系统等）及其在GPS高程拟合中的应用。

模型类型：概述常用的GPS高程拟合模型，如多项式模型、神经网络模型、最小二乘配置模型等。

模型选择标准：讨论选择合适的高程拟合模型时应考虑的因素，如精度、计算复杂度、适用区域等。

GPS高程拟合与精度分析

２１误差分析．
（）２二次曲面拟合法。曲面拟合中，为常用的模型，较即为二次曲面模型：共有个待定参数，至少需要６个具有正常高的ＧＳ点。Ｐ
（）３多面函数拟合法。多面函数拟合方法的基本思想是：在每个插值点上，同所有的己知数据点分别建立函数关系（称这样的函数为多面函数）通过，将这些多面函数的值迭加起来，获得最佳的曲面拟合值。采用一系列小的规则数学面的总和以任意精度逼近所求的曲面，即为多面函数法。无论采用那一种拟合法，均要求由重合点求得的已知高程异常值个数应等于或大于拟合模型中未知数的个数。通常重合点数总是大于待定未知参数的个数，即所列方程数ｎ大于未知数ｍ（＞）ｎｍ。因此，般采用最小二乘法原理对一
从观测时间等方面提出了保证精度的要求，并提出了具体的结论和建议［关键词］全球定位系统高程误差高程拟合精度中图分类号：２４Ｐ２文献标识码：Ａ文章编号：０９９４（０００ — １６０１０ — １Ｘ２１）３０２２
模型参数进行估计。
ＧｓＰ测量误差按其生产源可分三大部分：Ｐ信号的自身误差，ＧＳ包括轨道误差（星历误差）ｓ，ｓ响：Ｐ信号的传输误差，和ＡＡ影ＧＳ包括太阳光压，电离层延迟，对流层延迟，多路径传播和由它们影响或其他原因产生的周跳：Ｐ接收机的ＧＳ误差，要包括钟误差，道间的偏差，相环延迟，主通锁码跟踪环偏差，线相位中天心偏差等。因此，在观测过程中，设法消除或克服这些误差的影响，别对应特于小范围的短基线来说，两测点间的条件大致相同，用一定的观测和计算技采术可明显提高观测值的精度。我们使用高程拟合可以消除绝大部分的误差。ＧＳ高程拟合实质上是高Ｐ程异常的拟合。高程转换的关键是求高程异常值Ｅ求得Ｅ之后才能根据公式，将ＧＳ地高转换成我国目前实用的正常高，Ｐ大才能在实际工作中加以应用。２２拟合方法．从理论上讲，实现ＧＳＰ大地高向正常高转换的最好方法是综合利用ＧＳＰ测量数据、重力测量数据和地球重力场模型，但对一般工程单位而言，不具备获取必要的重力资料的能力，因此，合方法成为一般单位进行ＧＳ高程转换的拟Ｐ首选方案。综观ＧＳ高程拟合方法，本上可将其分为三大类：Ｐ基几何解析方法（数学模型法）、物理大地测量方法和神经网络方法。ＧＳ高程拟合过程中，Ｐ通常是将局部区域起伏的似大地水准面近似地视为具有某种特性的曲面，根据曲面的几何特性采用相应的数学模型对其进行逼近拟合，到达确定局部区域似大地水准面，进而获得区域内各点高程异常的目的。目前常用的ＧＳ高程拟Ｐ合的方法有：（）１平面拟合法。适用于大地水准面变化平缓的平面区域。有３个待定参数，拟合时需要３个具有正常高的ＧＳ点。Ｐ

浅谈GPS的高程拟合

浅谈GPS的高程拟合GPS由于布网灵活、简捷、经济已经广泛应用千工程建设中，GPS测量精度高、速度快、方便实用，具有很高的平面精度，长期以来直接用于测角、测距、测水准等平面测量作业中。

但是，GPS高程应用问题，目前仍在进一步探讨之中。

因为利用GPS测量所得到的高程是地面点的大地高，所以，在一般工程测量中不能直接利用。

随着GPS技术的推广，由GPS测平面坐标已被广泛认同，但是由于GPS高程是相对于WGS一84椭球系的大地高H，即地面点沿法线方向到参考椭球面的距离，在实际应用中，仅具有几何意义而缺乏物理意义。

1 高程拟合原理高程拟合法，是指利用高程异常在较小区域内具有一定的几何相关性这一原理，利用教学，求解正高、正常高或高程异常的方法。

高程拟合法对地理条件的要求比较高，因此一般仅适用于平原地区，地势异常变化较为平缓，其拟合的准确度可达到几厘米以内。

计算比较精准，而对山区高程异常变化剧烈的地区，高程拟合法的作用就不是那么明显了，由于高程异常的已知点很难将高程异常的特征表示出来，这种方法的准确度有限。

通过水准测量测得正常高和通過GPS测量测定大地高是测量高程异常的已知点的高程异常值的一般方法。

在实际工作中，常用的方法一般有：在水准点上布设GPS点、对GPS点进行水准联测，有时为了获得好的拟合结果要求采用数量尽量多的已知点，最好是均匀分布，它们能够将整个GPS网包围起来。

以便获得更加清晰全面的数据。

2 GPS高程拟合的方法现状在传统的大地测量中，正常高是通过重力测量和天文测量的方法确定的。

对大多数测量单位来说，并不具备这两种作业条件。

长期以来，普通水准测量是提供正常高的主要技术手段，它具有原理简单、误差易于检验和探测等优点。

但是，长距离水准测量的劳动强度大，外业进展缓慢，易产生人为误差'也在一定程度上限制了水准测量在大范围内的应用。

GPS技术的出现，为正常高的确定提供了新的途径。

通过GPS～TJ量可求得地面点在WGS-84坐标系下的大地高，而我国的实用高程采用的是正常高。

探析GPS测量高程拟合精度

１ＧＰＳ测量
在控制测量领域中ＧＳ量得到了广泛的应用，具有以下的Ｐ测它优点：高精度和高效率。在实际工程中实时ＧＳ量可完成以下工Ｐ测作。第一，制大比例尺地形图。一般情况下，大比例尺带状地形绘在图上进行高等级公路选线。传统的测图方法，先要进行控制网的首建立，其次，碎部测量，而进行大比例尺寸地形图的绘制。其进行从工作量较大，费时间较长，花速度也比较慢。如果测量时采用ＧＳＰＲＫ动态测量，得每点坐标只需花费几分钟就行，部点的数据Ｔ获碎是由输入的点特征编码及属性信息构成的，室内可由绘图软件完在成。而使得测图的难度大大降低了，省了时间又节省了精力。从节第二，程控制测量。Ｐ建立控制网的最精密的方法是静态测量。工ＧＳ对于大型的建筑物静态测量比较适合。实时ＧＳ动态测量则被用于Ｐ般的公路工程的控制测量。这种方法可停止观测，得作业效率使大大提高。而通视对于点与点之间是被做要求的，使得测量更加这快捷了。三，第中线测设。在大比例尺带状地形图上设计人员进行定线后，地面需将公路中线标定出来。果实时ＧＳ量被使用，在如Ｐ测那么只需在ＧＳ收机中输人中线桩点的坐标，样的点位就会有系Ｐ接放统定出。这里，在累积误差是不会产生的，因为每个点的测量的完成都是相对独立完成的，点放样精度一致。四，、断面测量。各第纵横确定公路中线后，过绘图软件，用中线桩点坐标，通利即路线断面和各桩点的横断面就可以绘出了。绘地形图时采集的数据都是被用在测测量中，以到现场进行纵。断面测量是没有必要的，使得外业所横这１作大大的减少了。也可采用实时ＧＳ量进行现场断面测量。二Ｐ测２ＧＳ量高程拟合Ｐ测我国ＧＳ位中的高程坐标分量采用正常高系统，Ｐ定在实际应用中，将ＧＳ大地高转换为正常高，要Ｐ主要采用公式来进行（＝一）ｈＨ ∈。拟合法就是在ＧＳ网中的一些点上同时测定水准高程（常称这些Ｐ通点为重合点）结合ＧＳ量和水准测量资料，用内插技术获得其，Ｐ测采他各点的高程异常。目前用于ＧＳ高程拟合的计算方法主要有多Ｐ

GPS水准拟合方法探讨

3.2 移动曲面法
“移动曲面”指的是用户所规定的一个有限区域，该区域的位置将随着未知点的位置变化而移动。移动曲面拟合法是一种按点逼近的方法，从这个意义上讲，实际上包括了前述的整体拟合与分片拟合的思想。选择这种模式的主要原因是，这么做可以更好的模拟大地水准面，而不至于远离已知点的负面效应损害其精度。实践和有关文献表明，移动曲面法在 GPS 水准拟合中具有计算简单、精度较高等特点。当测区不断有新的已知点加入时，所得模型的精度还会不断提高。此外，因为没有结点选取问题，该法的自适应计算程度较高。下面分三步说明移动曲面法。 1）为了讨论方便引入解析坐标，设内插点的坐标（标系的数据点为（
2 2 3 2 2 i 0 1 i 2 i 3 4 i i 5 6 7 i 8 i 9
3
（3-8）
ˆ ,n t V AX
n1 nt t 1 n1
（3-9）
同理可以求出式（3-8）系数，然后计算任意点的高程异常值。同时可以根据式（3-1）（3-2）对此方法进行精度评定：已有很多文献讨论过结点选取问题。显然，结点选取不同时会得到不同的内、外符合精度值，理想的情况是二者均尽可能地小。实际上，外符合精度数值小，表示的检核点与所选模型的符合程度，而内符合精度数值小，表明的是结点与所选模型的符合程度。不难理解，如果测区高程异常呈单一多项式曲面而所选模型又正确，无疑内、外符合精度数值都会很小；如果测区高程异常较为复杂不呈单一多项式曲面，无论怎么选取结点、检核点，都不可能做到使二者均很小，除非 GPS 水准点数很少而又位于特殊位置。通过大量实验会发现，多项式曲面拟合法结点选取不同时，一般会得到不同的拟合值和内外符合精度估计值；当测区不断有新已知点加入时，往往需要重新计算，计算的自适应程度较低；当测区呈马鞍形甚至波浪形时，整体拟合的效果将很差，分片拟合不好处理衔接问题。

GPS高程拟合在公路工程测量中的应用

3、实验评估
通过对实验结果的分析和评估，我们发现GPS高程拟合技术在公路工程测量中具有较高的应用前景。然而，在实际应用中仍需注意以下几点：首先，需要选择合适的测量区域，确保卫星信号的质量和数量；其次，需要选择性能稳定的接收机和合适的拟合方法，以保证测量结果的准确性；最后，需要充分考虑地形因素对GPS高程拟合的影响，以便于提高测量精度和可靠性。
GPS高程拟合在公路工程测量中的应用
01 引言
目录
02 方法与步骤
03 实验结果与分析
04 结论与展望
05 参考内容
引言
全球定位系统（GPS）技术的发展为公路工程测量带来了革命性的变革。传统的工程测量方法逐渐被GPS所取代，大大提高了测量效率和精度。然而，GPS高程测量一直以来是工程测量的难点，由于受到多种因素的影响，如卫星信号遮挡、地形复杂等，导致高程测量精度难以保证。为了解决这一问题，GPS高程拟合技术应运而生。本次演示将介绍GPS高程拟合在公路工程测量中的应用方法及其优势。
结论与展望
1、实验结论
本次演示通过实验研究了GPS高程拟合在公路工程测量中的应用方法及其优势。实验结果表明，GPS高程拟合技术能够克服传统测量方法的局限性，具有较高的测量精度和可靠性。在实际应用中，需要选择合适的测量区域、布置性能稳定的接收机并采用合适的拟合方法，充分考虑地形因素对GPS高程拟合的影响。通过合理应用GPS高程拟合技术，能够提高公路工程测量的工作效率和成果质量。
2、研究展望
尽管GPS高程拟合技术在公路工程测量中已经得到了一定的应用，但仍有许多问题值得进一步研究和探讨。例如，如何提高GPS高程拟合的精度和可靠性、如何将GPS高程拟合技术与其他测量技术进行集成、如何推广应用GPS高程拟合技术在其他领域等。这些问题都需要进一步研究和探讨。

GPS工程控制网高程拟合的实践与分析

程控制网，在测区布设了Ⅲ、 Ⅳ等水准网，实施条件在许可的情况下，量布设成结点网，尽以保证观测成果的精度与可靠性。测区共埋设 Ⅲ等水准点３Ｏ多个， Ⅲ
在ＧＳ网平差后，得了各ＧＳ点的ＷＧＰ获ＰＳ一
Ⅳ等水准路线长度约１０ｋ７ｍ。除上述专门埋没的水
准点外，它水准点与测区ＧＳ点重合。对于水准施其Ｐ测比较困难的点，如高山、井塔、井等处的ＧＳ点，风Ｐ其高程采用高程拟合的方法求解。
Ⅲ、 Ⅳ等水准网布设如图１图中仅标出了结点，
Ⅱ、 Ⅳ等水准的ＧＳ点作为公共点，余已测水 Ⅲ、Ｐ其准的ＧＳ点作为拟合拟合检核点。Ｐ
处水准点的编号。
共点的分布、度、数及拟合模型等，用Ｈ，＝密个利
一
，
或＝
一Ｈ公式来探讨高程拟合的效用，
和精度。
在制定拟合方案时，探讨公共点的分布、为密
度、数及拟合模型对拟合精度的影响，选择曲面个在拟合和多面函数拟合两种模型的情况下主要考虑以下４个方案：案１全部已测 Ⅱ、方， Ⅲ等水准的ＧＳＰ点为公共点，部已测 Ⅳ等水准的ＧＳ点作为拟合全Ｐ
第４期２００８年ｌ月０
矿山测量
ＭｌＮＥＵＲＶＥＹＩＳＮＧ

基于GPS的高程拟合方法研究

基于GPS的高程拟合方法研究
随着GPS技术的发展和应用的广泛推广，GPS已经成为测量和导航应用中不可或缺的工具之一。

GPS定位技术在高程测量中存在一定的误差和限制，其中最主要的问题是垂直精度较低。

为了解决这一问题，研究人员提出了许多基于GPS的高程拟合方法。

一种常见的方法是使用全球地球杂技系统（GNSS）高程测量。

GNSS是一种基于卫星位置和接收器测量的导航和定位系统，其中包括GPS、GLONASS和Galileo等。

通过GNSS测量，可以得到一个点的三维坐标，其中包括其纬度、经度和高程。

由于信号传播路径中的大气和多路径效应等原因，GNSS测量的垂直精度较低。

需要对GNSS高程测量进行拟合和滤波来提高其精度。

另一种常见的方法是使用地球重力场模型进行高程拟合。

地球重力场模型是根据地球重力场的物理特性和测量数据建立的数学模型。

通过与GNSS高程测量数据的结合，可以利用地球重力场模型来提高高程测量的精度。

地球重力场模型的精度和分辨率有限，且在不同地区的适用性有所不同。

还有一种方法是使用插值算法进行高程拟合。

插值算法是一种通过已知数据点来推断未知数据点的数值的方法。

在高程拟合中，可以使用插值算法来估计未知位置的高程值。

常用的插值算法包括克里金插值、反距离加权插值等。

通过使用插值算法，可以有效地提高高程测量的精度。

基于GPS的高程拟合方法主要包括GNSS高程测量、地球重力场模型、椭球形高程模型和插值算法等。

通过结合这些方法，可以提高GPS高程测量的精度和可靠性，从而满足不同应用领域对高程测量精度的要求。

GPS水准高程拟合精度的研究

Ｔｅｓｄｆｒｃｉｎ０ＳｌＶｌｇｈｉｈｈｔｙ０ｅｉ０ｆＧＰｅｎｅｔｕｐｓｅｉｇ
ＺＨＡＮＣｅ．ＦｉＧＵＯＹｉ
（ｅ０ｒｅｎｅｔＥ百ｅｇＳｈ０，ｆ１ｎ０ｉＵｊｅｓ０ｃｅｃｎｅｈｏｏｙＢｏｕ０４１ＣｉＲｓｕｃｓａｄＳｃｙｎｎｅｃｏ１ＩｅＭ０ｇ１ｎｖｒｆｉｎｅａｄＴｃｎｌｇ，ａｔ１ｏＯ，ｈ眦）ｕｒａＳ０
第２卷第３７期
文章编号：ｏ —９６（０８０ — １９一３ｌ４７２２ｏ）３０９ｏ０
ＧＳＰ水准高程拟合精度的研究
张飞，郭义
（内蒙古科技大学资源与安全工程学院，内蒙古包头Ｏ４ｌ）１ｏＯ
此，本文对Ｇｓ高程测量的精度和方法进行深入的Ｐ探讨，ＧＳ定位技术在工程领域有更大的应用．使Ｐ
采用ＧＳ水准高程．Ｐ在局部地区，用最广泛的是应
１ＧＳ高程误差的主要原因Ｐ
ＧＳ测量的高程数据是沿法线方向到ｗＧ８Ｐｓ一４
ＫｙｗｒｓＧＳＧＳｌｅｎｅ｝；ｅｉｅｃⅡ ｒｅｏｄ：Ｐ；ＰｖｌｇｈｉｌｓｔｇｂｎｈｌｋｅｉｇｔｔｎａＡｓａｔＭｔｄｗｒｉｒｄｃｄ＆ｏｔｅｉｌｇｕｄｐｓ０ｒｈｏａｈｉｔｎｐｃｃｂｓｇＰｏｊＩｇｅｈｏｇｅｂｔｃ：ｅｌｓｅｅｎｏｕｅｂｕｇｔｎｔ ∞ ｎｏｍｎｆｅｎｍｌｅｈｉｒｔｅｙｉｓｐｓｉ１ｃｎｌｙ．ｒＩｔｏｔｇｌ。０ｔｌｇａｉｕ Ⅱ Ｇｔｉｔ０ｎｏｍｓｅｔｓｅ１ａｏｆ｝Ｐｅｅｎｅ０矗ｉｕｓｄ￡ｊｉｅｍｉｒａｎａｔｇｂｅＩ８ｃｒｙＡｄｌＪ腿・０ｔｘｎｊ印ｐｃｔｎ０ｔＧＳ】】ｇｔｄｓｓｓｏｄｆｔａｓｓ雎ｃｎ￡ｈｉｌｃｕａ．ｅｊｄｅｖｉｉｅＩｖｊｍｈｗｄｃｅ曲ｔｙｈｎｅＤｉｅｇ￡ｃａｅａｌｉｗｓａｅｈｕｈｅ啪ｐｓｒｅｇｏ蚰ｐｖｅａｅｒｃ．ｙｓａｄｒｇｘｌｅｎｎｗｔｓｍｔｏｅｐｓｈｏ－ｒｅｔｃｕａｙ０ｈ

GPS拟合高程代替四等水准高程研究与应用

GPS拟合高程代替四等水准高程研究与应用摘要：随着科学技术的进步与发展，GPS拟合高程有了很大程度的突破，也弥补了传统测量方法存在的不足之处，本文就局部较平坦测区进行的GPS拟合高程代替四等水准高程的试验展开了深入研究与分析。

关键词：拟合高程；GPS高程；高程异常；四等水准高程1引言现阶段，GPS定位系统在各个行业有着广泛的应用，对于水利水电工程而言，在高程测量精度等方面有着较高的要求，因此几何水准测量是较为常见的方法。

GPS高程拟合受多种因素的影响，尤其难以克服技术壁垒，难以完全达到工程需求。

2水准高程和精度2.1水准高程绝对高程指的是地面上的点高于高程基准面，也就是大地水准面的高度，又称海拔高程或者是正常高高程。

一般而言，水准高程的误差来源如下：包括仪器与水准标尺的垂直距离、电磁场带来的影响与大气垂直折光等方面，但是，通过一定的操作可以有效规避上述误差。

2.2精度每公里高差的偶然中误差，每公里高差中数的全中误差Mw=±，对于四等水准测量而言吗，上述数值有着一定的规范区间，即M≤±5mm和Mw≤±10mm。

其中：q指的是测段往返测高程不符值；R指的是测段长度；n指的是测段数；W指的是修正后的水准环闭合差；F指的是水准环线周长；N指的是水准环数。

3 GPS高程测量和精度3.1高程系统一般而言，以大地水准面为所得的正常高较为普遍，但是GPS测量的为大地高差，这也是制约GPS高程及其控制技术深入发展的重要因素。

其中，大地高具体指代的是沿参考椭球面的法线到参考椭球的距离，正常高则为地面一点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，高程异常即参考基准不同情况下产生的高成差，图1所示即为上述变量之间的关系：图1H84大地高= Hr正常高-ζ高程异常大地高向正常高转换的过程中也会产生误差，来源如下：GPS观测误差δh、高程异常误差δN、陆地上升误差δv=0.02mm（km/a），（δHGPS）2=（δh）2 +（δN）2+（δv）2。

GPS高程拟合方法及精度分析

GPS高程拟合方法及精度分析引言全球定位系统（GPS）是一种通过卫星信号来确定位置的技术，在许多应用中被广泛使用。

高程测量是GPS技术的一个重要应用领域之一。

随着GPS技术的不断发展，高程测量的精度和分辨率得到了显著的改进。

由于地球表面的复杂性，GPS高程测量仍然存在一些挑战，如大气延迟、地形遮挡和信号多径等问题。

研究GPS高程拟合方法及其精度分析具有重要的理论和实际意义。

本文将从GPS高程拟合方法和精度分析两个方面进行探讨，旨在为GPS高程测量提供更加可靠和精确的解决方案。

一、GPS高程拟合方法1. 静态测量与动态测量在实际的高程测量应用中，常用的GPS测量方式可以分为静态测量和动态测量两种。

静态测量是指在接收机固定不动的情况下进行GPS观测，通常适用于测量精度要求较高的情况，如大地水准面的建立和更新、基准点的测量等。

动态测量是指接收机和天线在移动状态下进行GPS观测，通常适用于地形测绘、航空航海、车载导航等应用。

2. RTK测量实时运动学（RTK）测量是一种高精度的GPS动态测量方法，通过使用参考站的观测数据来实现对流动接收机位置的实时校正，从而获得厘米级甚至毫米级的高程测量精度。

RTK测量在地理勘测、地质灾害监测和大规模工程测量中有着广泛的应用。

3. 差分测量差分测量是一种通过比较基准站和流动接收机之间的GPS观测数据来消除掉由于大气延迟、钟差等误差，从而提高高程测量精度的方法。

差分测量通常分为实时差分和后续差分两种方式，实时差分可以在测量过程中实时进行误差修正，后续差分则是在测量后对数据进行后处理，以获得更高精度的测量结果。

4. 高程拟合模型在GPS高程测量中，通常采用的拟合模型有椭球模型、大地水准面模型和基于大地水准面的高程格网模型等。

椭球模型是一种简化的高程测量模型，通过采用地球椭球体作为参考椭球来进行高程测量；大地水准面模型是一种更加真实的高程测量模型，考虑了地球的地形和引力畸变情况；基于大地水准面的高程格网模型是一种全球高程模型，通过采用离散的高程测量点来构建全球高程模型。

GPS高程拟合方法.

GPS高程拟合方法3.1等值线图示法等值线图示法是最直接的求算高程异常的方法。

这种方法的核心思想就是内插的思想，绘制高程异常的等值线图，然后采用内插法来确定未知点的高程异常值。

具体操作十分的简单，在测区内制定分布均匀的GPS点，用水准测量的方法来测定这些点的水准高，根据公式ζ=H-Hr求出这些点的高程异常，选择适当的比例尺按照已知点的平面坐标展会在图纸内，对已知点标注出高程异常值，再确定等高距，绘制出高程异常值的等值线图。

之后就可以内插出待测点的高程异常值，进而求出待测点的正常高。

这种方法只适用地形相对平坦的地方，在此种测区内采用这种方法拟合的高程精度可达到厘米级。

测区的地形相对复杂内插出的高程异常值就不准确，而且这种内插法的精度往往取决于两个方面，分别是测区内GPS点的分布密度和已知点大地高的精确度。

首先GPS点的分布比较密集，那么内插精度就相对较高，如果比较稀疏这时候就要借助于此测区的重力测量资料，提高内插精度。

且还要注意GPS点间高程异常的非线性变化。

另外就是水准点的精度，联测时尽量选取高精度的正常高，尽可能使得出的高程异常值准确，进而才能内插出待测点高精度的高程异常值。

这种方法虽然简单易操作，但是有其弱点，就是精度不高，只有当对拟合精度要求不高的时候才使用此种方法(注：等值线法不需构造数学模型)。

3.2狭长带状区域线性拟合解析内插法作为拟合高程最常用的方法，主要思想是把似大地水准面用数学曲面近似拟合，建立所在测区内最为接近似大地水准面的数学模型，以此来计算测区内任意点的高程异常值，从而计算出正常高。

这种方法计算出的高程异常值的精度是由所采用的数学模型和似大地水准面的拟合程度所决定的。

解析内插法在选择数学模型时，首先要考虑的就是GPS点的分布情况。

GPS 点的分布情况可分为带状分布和面状分布。

若GPS点是呈线状布设，而且是以沿线似大地水准面为一条连续且光滑的曲线，这时就可以采用相对于狭长带状区域的解析内插法来内插出待定点的高程异常值，从而求出待定点的正常高。

关于GPS高程拟合方法探讨

的ｈ。
１１２三次样条曲线拟合．．
当测线很长时，知点多，变化大，已值（ ’ ＋一）（ ’ ≤：）尺（）４如果进行整体拟合，度较低，果分段拟精如可用这些数据点内插，称以（，则Ｘ’ ’ ）合计算，则分段点上将不连续，且影响拟为圆心，径为的圆形移动窗口曲面内而半合精度。种情况比较适合采用三次样条插。这曲线拟合１３曲面拟合法．１２移动曲面法．当ＧＳ布设成一定区域面时，以应Ｐ点可（）了讨论的方便引入解析坐标，１为设用数学曲面拟合法进行拟合，得待求点求其根内插点的坐标（，ｙ’ （ｌ２ … … ，相的正常高。原理是，据测区中公共点的ｘ’ 户，，，）ｍ）应坐标系的数据点为（，，仁ｌ２ｘ，）（， …… ，平面坐标ｘ，（，ｙ或大地坐标Ｂ，）Ｌ和。，值用ｎ，）对于内插点（ ’ ’ ，，）作，数值拟合法，合出测区似大地水准面，拟再ｘ＝五’ ＝只’ ” 一一（）内插出待求点的（，而求出待求点的正２从的变换，形成新的坐标（ ” ）移动常高。ｘ，为坐标。（）面拟合法１平（）一数据点（ｙ）２任ｘ，假设距离ｄ递减的设某重合点的高程异常与该点的平函数面坐标有关系式：＝口＋２＋ｌａ（）５式中，，，ａ，，为模型待定参数。ａａｗ（＝／ｆｘ’ ＋ｙ— ｊ（（）、ｘ— ，（ｆＹ’ ，（））３）将ｄ作为权函数，）权的引入是为了在如果公共点的数目大干３，可列出个则移动时根据内插点到数据点的距离给出各相应的误差方程为：＝ｌ２３ …，）（，，… １１数据点的不同的影响程度，点越近影响两ｖ＝口十ａｘ＋ａｙ一ｊｌ２ｉａＬＯＪ越大。需要指出的是，里的权并不代表数这依据最小二乘原理有：据点的观测精度，只是表明该数据点对内・（） ’ ｊｒ。（）７插点的关联程度。这样把求得的模型参数ａ，，ａ。．ａ，代人（）般对某一内插点（ ’ ’ ，数据（），得到待求点的高程异常从而求３一，）若６式可得待求点的正常高ｈ。；点（．）ｘ，中满足

公路工程测量中GPS高程拟合的应用

公路工程测量中GPS高程拟合的应用摘要：工程测量是公路工程获取准确地理信息，进行合理工程建设方案设计的首要环节。

随着我国工程测量技术不断的发展壮大，一系列的 GPS 全球定位系统的工程测量技术在实践中应用逐步成熟，全面提升我国工程测量的整体精确性和高效性。

GPS 高程拟合是公路工程测量的重要技术形式之一，该技术的应用有效实现了公路控制测量、测设测量以及桥梁隧道形变测量等一系列功能，有力支持了公路交通网络建设的持续性发展。

本文探讨了 GPS 高程拟合在公路工程测量中应用的相关内容，旨在提供一定的参考与借鉴。

关键词：公路工程测量；GPS高程拟合；1公路工程测量中GPS高程拟合的优势①具有极高的作业精准度，在作业中不会受到距离因素影响，非常适用于我国一些受到严重破坏的地区、存在困难地形条件的地区以及局部重点工程地区。

②可以有效提高测量工作的效率、质量以及成果，且不会因为人为的原因受到影响，这是因为其作业中都是通过计算机技术、微电子技术进行控制，可以自动将数据记录下来并进行预处理，可以自动计算平差。

③将其应用到公路工程测量中，可以有效减少相关人员的劳动作业强度，让野外砍伐工作量得以减少，极大提升作业的效率。

与以往常规的测量方法相比，应用了GPS系统进行测量之后，工作效率至少提升了3倍以上，极大的加快了工程测量的工作效率。

另外，GPS系统中的rtk技术可以让公路测量模式得到实质性的转变，该技术在桥、路线以及隧道勘查测量中非常适用，可以将所在位置的空间进行三维坐标动态的测量，实时得出数据，还可以直接测量点位、中桩、实时放样等。

最后，GPS高精度测量和片面测量都是GPS测量应用中的重要领域。

2公路工程测量中GPS高程拟合的应用2.1公路测设测量随着科技等不断发展，GPS动态定位技术也一直在优化和发展，其高程拟合的RTK定位技术也得到了极大的发展，在公路测量及管理中都受到了普遍应用。

该技术优势较多，测量精确度非常高、观测时间少、测量工作效率高，可以全天候进行工作，可以提供三维坐标，数据准确、可靠。

浅谈GPS拟合高程在测量中的应用

浅谈GPS拟合高程在测量中的应用
本文结合GPS技术的发展和GPS拟合高程在测量中运用，结合工作中的实例，对GPS拟合高程进行了叙述和探讨。

标签GPS：测量；拟合高程
1刖吕
常规的高程测量方法一般采用水准测量和电磁波测距高程导线代替水准的三角高程测量，虽然此类方法所获得的测量精度较高，但实施起来费时费力，工作效率低，而且还受着各种自然条件的限制，如天气原因、地形起伏较大以及地形隐蔽地区等都要造成大量的丄作时间和其他困难。

随着GPS技术的不断发展和GPS拟合高程的广泛运用，给现行的普通高程测量带来了极大的方便。

我们从03年开始在广东省内基础测绘的过程中就基本运用了GPS拟合高程技术，提高了工作效率，通过水准测量的检核，并得到了良好的效果。

2GPS测量拟合高程概论
以前GPS测量中，只可获得较高的平面坐标精度，但随着GPS的发展和在各行业中的广泛应用，对GPS观测数据进行科学处理，如采用精化大地水准面、高程拟合等方法，求解出GPS点的正常高，这样可在一般地区也可获得亚米级甚至厘米级高程精度。

2」原理
在测量中常用的高程系统有大地高系统、正高系统和正常高系统。

2.2.1大地高系统
大地高()系统是以参考椭球面为基准面的高程系统，某点的大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离。

大地高也称为椭球高。

因为大地高是一个纯儿何量，不具有物理意义，所以同一个点在不同的基准下具有不同的大地高。

通常，GPS接收机单点定位得到的高程为WGS-84下的大地高。

2.2.2正高系统
正高()系统是以大地水准面为基准面的高程系统，某点的正高是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离。