6毕业论文定稿

本科毕业论文（设计）(2016届)题目：GPS高程拟合常见方法的对比分析二级学院：资源环境学院专业：测绘工程学生姓名：吴健学号：120714123指导教师：武玲玲职称（学位）：助教（硕士）合作导师：职称（学位）：完成时间：2016年5月30日池州学院教务处制学位论文原创性声明本人所提交的学位论文，是在指导老师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。声明人（签名）：年月日目录摘要..........................................................................................................................................IAbstract...................................................................................................................................II1绪论..................................................................11.1研究背景..........................................................11.2研究现状..........................................................11.3研究内容..........................................................22GPS及高程系统的介绍................................................32.1GPS系统介绍......................................................32.2大地高程系统......................................................32.3正常高系统........................................................32.4大地高和正常高的转换..............................................33GPS高程拟合的方法...................................................43.1曲线拟合法......................................................43.2曲面拟合法......................................................43.2.1垂直平移法....................................................43.2.2多次项曲面拟合法...............................................53.2.3多面函数拟合法.................................................53.3最小二乘配置法....................................................54各拟合方法精度的分析................................................74.1内符合精度和外符合精度............................................74.2相对精度评定的方法................................................75实例分析..............................................................95.1收集数据..........................................................95.2计算精度.........................................................115.3精度比较.........................................................126结论.................................................................13参考文献...............................................................14致谢....................................................................15池州学院本科毕业论文（设计）I摘要全球定位系统测量定位技术可以得到高精度的平面位置和大地高差，但在实际应用中,地面点的高程常采用正常高高程系统,因此需将GPS大地高转换成正常高。本文对常用GPS高程拟合方法的拟合精度进行对比实验研究,并在此基础上进行综合运用GPS水准方法的试验,以提高拟合精度从GPS高程测量应用问题入手简述了GPS高程拟合的原理，介绍了曲面拟合法、最小二乘配置拟合法和基于曲线拟合法3种高程拟合方法，并通过某地区GPS水准点数据进行了实验比较，得出了一些有益的经验结论。关键词：GPS高程拟合；曲面拟合；最小二乘配置拟合法；曲线拟合法池州学院本科毕业论文（设计）IIAbstractGlobalpositioningsystem(GPS)measurementpositioningtechnologycangethighaccuracyplanepositionandgeodeticheightdifference,butinpractice,thegroundelevationOftenUSESthenormalhighelevationsystem,thereforeneedtoconvertGPSgeodetictonormal.Inthispaper,thefittingprecisionofGPSheightfittingmethodiscommonlyusedtocomparetheexperimentalresearch,andonthisbasisfortheexperimentofcomprehensiveuseofGPSlevelingmethod,inordertoimprovethefittingaccuracyfromtheGPSheightmeasurementproblemofapplications,thispaperexpoundstheprincipleofGPSheightfitting,thispaperintroducesthecurvedsurfacefittingmethod,leastsquarefittingmethodandthreeelevationfittingmethodsbasedoncurvefittingmethod,andthroughtheGPSlevelingpointsinagivenareaarecompared,andtheexperimentaldataobtainedsomebeneficialexperienceconclusion.KeyWords：TheGPSelevationfitting;Curvedsurfacefitting;TheleastsquaresfittingconfigurationCurvefitting池州学院本科毕业论文（设计）11绪论1.1研究背景随着GPS测量技术的高速发展，GPS的应用也在不断的深入我们的身边，GPS技术可以给我们的交通，建筑，海洋勘探，军事应用乃至生活都带来了极大的方便。但GPS高程测量却并未得到广泛的应用，主要是因为GPS高程测量所到的是建立在WGS-84高程坐标系上的大地高H，但我们其他测量应用的大多高程数据是似大地水准面上的正常高H，GPS高程测量可以得到厘米级精度的大地高，而GPS高程测量的大地高在转换为正常高时就需要利用GPS高程拟合测出正确的高程异常加入到我们所测的大地高H中，从而计算出rH（正常高），便于其他测量需要的高精度的数据。所以GPS拟合方法的应用是我们更好的使用GPS来方便我们对于家园的建设和方便我们的生活必要的因素。而不同或相同的情况下使用正确的拟合方法十分的重要，因为在一定的情况下选择正确的拟合方法可以更简单的得出精确的拟合结果，而选择了错误的拟合方法不仅可能会事倍功半，更可能影响最后数据的准确性，造成更巨大的损失。因此了解GPS拟合的几种基本方法有利于我们更好的使用正确的方法来拟合相对应的情况，从而减少不必要的付出和损失。1.2研究现状当GPS刚进入国内时，很长时间都没有走进我们的身边，因为GPS所利用的是WGS-84系统中的大地高，而我国长期使用的一直是基于似大地水准面的正常高，因此测绘学者们通过研究大地高与正常高之间的关系得出了一套套大地高转换成正常高的方法，起初这些方法并不成熟，但随着技术的成熟，学者们总结了经验与知识得出了完整的转换方法，可以保证转换结果与实际数值的差值几乎可以忽略不计，这些方法便是GPS高程拟合的原始模型，随着拟合方法的不断使用，拟合的方法也越来越完美，知道现在有了一整套完善的拟合方法，几乎所有的条件下都能找到对应的拟合方法将大地高转换为正常高。其中曲面拟合法、曲线拟合法、和最小二乘配置法的应用最为广泛。当然拟合方法还是有着很大的探索空间，如拟合方法的融错性，以及拟合精度的提升都还有提升的余地。在这方面根据前人作出的研究分析和发展，在本文中做出相应的具有发展性的论述。本文笔者通过对前人的论述的总结与归纳，对GPS的高程拟合的方法进行了系统性的论述，对多种GPS高程拟合的方法进行对比分析，从而得出GPS高程拟合的每种方法的具体性认识。所以说现阶段国内和国外的主要研究现状就是利用对不同种的GPS高程拟合方法的探索与研究，然后得出相应的结论和应对措施。所以对于我们来说在GPS高程拟合方法这一方面还有很大的探索的空间。池州学院本科毕业论文（设计）21.3研究内容在研究GPS高程拟合方法方面，每种方法都有着各自的特点。所以说，在进行相关的操作过程中为了适应不同种的要求，选择最佳的高程拟合方法。选择较好的高程拟合方法，对后续的工作也有着很大的影响。在本文首先对GPS高程拟合方法进行论述。然后在前人的研究基础上，总体的对GPS高程拟合方法分析总结。全文共分成六个章节，具体包括：第一章“绪论”主要叙述了GPS高程拟合方法在现阶段的应用的现状，以及在现阶段GPS高程拟合方法的实际的情况。第二章“GPS及高程系统的介绍”主要叙述了GPS及高程系统的中用到的一些基本概念。对我们目前所采用的GPS及高程系统的介绍做出简要的概述，对我们现阶段所采用的GPS及高程系统做出系统的总结，最后根据理论进行实验数据分析。第三章“GPS高程拟合的方法”主要论述了GPS高程拟合的方法的分类以及各种GPS高程拟合方法的基本原理。并且对每种GPS高程拟合的方法进行系统性的分析。并分析各种方法的应用范围，针对其产生的来源，逐个提出最优化的GPS高程拟合的方法。第四章“各拟合方法精度的分析”主要论述了对各种GPS高程拟合的方法的精度分析。并且对每种GPS高程拟合的方法的精度分析，对多种GPS高程拟合的方法进行比较，对每种GPS高程拟合的方法逐