GPS高程异常拟合精度的探讨

关于GPS高程拟合技术的探究[摘要]随着现代科学技术的发展，全球定位系统GPS以其全天候、高精度、低成本和高效率等优势，越来越受到人们的青睐。

近年来GPS高程测量已经成为工程测量的重要手段，而高程拟合技术可以较精确地将大地高转换成正常高。

本文先概况GPS高程拟合技术的基本原理，再分析GPS高程的测量和拟合方法，最后探究提高GPS高程拟合精度的办法。

[关键词]全球定位系统GPS 高程拟合技术测量工程0前言随着全球定位系统（GPS）技术的成熟和仪器价格的大幅下降，该技术在测绘方面已普及。

众所周知，全球定位系统（GPS）测定平面位置能达到很高的精度，但其测定的高程精度，由于受到高程异常的制约，尚有许多问题需要研究，以便充分发挥全球定位系统（GPS）技术的优越性。

1工程实例辽宁核电站位于瓦房店市东部的泉源沟村，三面环海，一面是山，交通不便。

为了工程的需要，某测绘院在这里建立GPSD级网。

首级网由8个点组成，在此基础上进行加密，并对部分GPS点进行了水准测量，应用了GPS高程拟合技术，工程面积为5.5平方公里。

2 GPS高程拟合的基本原理大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。

正高是地面点到大地水准面的铅垂距离。

正常高是地面点到大地似水准面的铅垂距离。

我国规定采用正常高高程系统作为计算高程的统一系统，它是以“似大地水准面”基准的高程系统。

尽管“似大地水准面”不具备水准面的性质，正常高也缺乏物理意义，但是“似大地水准面”却极接近于大地水准面。

它们之间相差甚微，又便于我们精确测定，故在实际工作中采用正常高高程系统。

其相互关系见下式如下：hi=hig+ni；hi=hir+ζi其中hi为地面点大地高；hig为正高；hir为正常高；ni为地面水准面差距；ζi为高程异常。

3 GPS高程测量和拟合方法3.1测量方法如果在一个测区内有几个点，并且它们的大地高N由GPS测得，正常高H 由水准测量联测而得，那么就可利用高精度的GPS大地高采用地表拟合法局部地模拟出大地水准面与椭球面的波动值。

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。

浅谈GPS高程异常拟合方法摘要：在GPS定位技术中,由于其测量定位技术的物理机制,其平面位置的精度可以达到较高水准,已被人们所认识和接受,而其高程精度较其平面精度约低2～5倍。

尤其是在WGS-84坐标系向地方坐标系的转换过程中,由于WGS-84的大地高仅有几何意义而无物理内涵,而高程系统的正常高既有几何意义,又有地球内部质量密度分布不均匀这样一个物理现象。

本文重点对GPS高程水准拟合模型及其精度进行了分析探讨。

关键词：GPS；高程异常；测量；定位技术引言GPS定位技术因其优点突出,因而在测绘领域得到了广泛的应用。

采用相对定位技术,通过GPS网平差,可以得到高精度的平面坐标(或大地坐标)和大地高差；如果网中有1点或多点具有精确的WGS-84坐标系的大地高程,则可求得各GPS点的大地高程。

GPS 测量得到是WGS-84 椭球的大地高，而我国采用的是正常高系统，它是以似大地水准面作为参考面的，因此，精确计算GPS 点的正常高，就必须作一些相应的转换。

目前求定地面点的正常高的方法主要有GPS 水准高程、GPS 重力高程、GPS三角高程、转换参数、整体平差和神经网络法等方法。

重力法是根据点位信息，可直接求得该点的高程异常值。

在一定区域内，只要有足够数量的重力测量数据，就可以比较精确地求定该区域的高程异常值。

对于实施水准测量比较困难的丘陵和山区，利用重力测量方法是比较实用且可靠的方法。

但此法的缺点是需要足够多且精度足够高的重力测量资料。

从目前我国实际情况来看，GPS 重力高程的精度低于GPS 水准高程。

三角高程是在GPS 点上加测各GPS 点间的高度角(或天顶距)，利用GPS 求出的边长，按三角高程测量公式计算GPS 点间的高差，从而求出GPS 点的正常高的一种方法。

联合平差法是当测区内具有天文、大地、重力测量、水准测量及GPS 测量等多种观测数据时，我们即可用整体平差模型将这些观测数据进行联合平差，最终可求得地面点的平面坐标及高程的最优无偏估值。