论文总字数：21810字

摘 要

GPS测量得到的数据是基于WGS-84坐标系统的大地高，而我国采用的是以似大地水准面为基准的正常高，所以，将GPS测量得到的大地高转换为正常高是众多学者研究的问题现阶段高程异常改正的方法有很多，然而对于不同的拟合模型，其拟合精度也是不同的，这也是本文将要研究讨论的问题。

论文首先回顾了最近几年，国内外的研究学者对高程异常改正方法的研究，随后介绍了三个常用的高程系统和高程系统之间的关系，并利用图片详细介绍了高程异常的概念。阐述了利用拟合模型对GPS高程异常进行改正，随后对GPS测量误差进行分析，相对应的，提出了消除和削弱误差的方法。进而详细介绍了本文主要研究的三种高程拟合的方法，包括平面拟合、二次曲面拟合以及多项式曲线拟合，并利用Matlab软件的优点编写程序，对实际测区进行不同方法的高程拟合，计算得到其拟合精度，然后对其进行精度评定。

关键词：高程异常改正 拟合模型 精度评定

Elevation anomaly correction and accuracy evaluation

abstract

The data obtained by GPS measurement is based on the geodetic height of the WGS-84 coordinate system, while in China, the normal height based on the geoid-like surface is adopted. Therefore, the geodetic height obtained by GPS measurement is converted to normal height. There are many methods for correcting elevation anomaly at the present stage of the problem. However, for different fitting models, the fitting accuracy is also different. This is also the issue that will be discussed in this paper.

Firstly, thesis reviews the research on elevation anomaly correction methods made by domestic and foreign researchers in recent years, then introduces the relationship between three commonly used elevation systems and elevation systems, and uses the pictures to introduce the concept of elevation anomalies in detail.This paper describes the use of a fitting model to correct GPS elevation anomalies, and then analyzes GPS measurement errors. Correspondingly, a method for eliminating and reducing errors is proposed. Then introduced in detail the three methods of height fitting in this paper, including plane fitting, quadric surface fitting and polynomial curve fitting, and using the advantage of Matlab software to write a program to carry out different methods of elevation for the actual measurement area. Fitting, calculating the accuracy of its fitting, and then assessing its accuracy.

Key words: elevation anomaly correction;fitting model;accuracy evaluation

目录

摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ

ABSTRACT……………………………………………………………………………Ⅱ

第一章 绪论………………………………………………………………………1

1.1 选题的背景…………………………………………………………………1

1.2 国内外研究的现状…………………………………………………………1

1.3 研究目的和主要内容………………………………………………………2

1.3.1 研究目的……………………………………………………………2

1.3.2 研究的主要内容……………………………………………………3

第二章 GPS高程测量……………………………………………………………4

2.1 常用高程系统………………………………………………………………4

2.1.1 大地高系统…………………………………………………………4

2.1.2 正常高系统…………………………………………………………4

2.1.3 正高系统……………………………………………………………4

2.1.4 高程异常……………………………………………………………4

2.2 GPS高程测量的原理………………………………………………………5

2.3 GPS高程测量误差分析……………………………………………………5

2.3.1 高程测量误差来源…………………………………………………5

2.3.2 消除和削弱误差的方法……………………………………………6

第三章 GPS高程拟合的方法及精度评定…………………………………8

3.1 多项式曲面拟合…………………………………………………………8

3.1.1 平面拟合模型………………………………………………………8

3.1.2 二次曲面拟合模型…………………………………………………9

3.2 多项式曲线拟合模型……………………………………………………9

3.3 高程拟合精度评定的方法………………………………………………10

3.3.1 内符合精度评定……………………………………………………10

3.3.2 外符合精度评定……………………………………………………10

第四章 算例分析………………………………………………………………11

4.1 测区情况…………………………………………………………………11

4.2 粗差对拟合精度的影响…………………………………………………12

4.3 拟合点的个数对拟合精度的影响………………………………………15

第五章 结论与展望……………………………………………………………20

5.1 结论………………………………………………………………………20

5.2 展望………………………………………………………………………21

参考文献……………………………………………………………………………22

致谢…………………………………………………………………………………24

第一章 绪论

1.1 选题的背景

全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）起初是作为美国军方的一个军事项目来开展的。在20世纪70年代，美国的军队三个军种一起合作研制了最新一代的GPS卫星定位系统。[1]一开始，GPS卫星导航定位系统主要是用来为美国部队提供即时、全天24小时和全世界性的导航定位，并且用于搜集敌情情报、检测核爆以及应急的即时通讯等一系列用于军事扩张的目的。经过研究人员20年不断地探索和研究，到20世纪90年代，GPS导航定位系统几乎可以覆盖全球。

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