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GPS水准测量是指GPS测量的大地高,借助似大地水准面转换为正常高。其在我国工程应用中得到广泛应用,但由于各GPS点上的高程异常值无法直接获得,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,作业效率较低。故如何利用GPS定位精度高,速度快,操作简单等优点来解决高程问题成为测绘界的一个热点。
论文中叙述和比较了各种GPS高程转换方法,在此基础上,作了如下工作:
第一,引入日本学者Akaike提出的AIC准则进行GPS高程转换模型的优选。通过对平面模型、二次曲面模型和三次曲面模型进行比较分析,分别计算得到2个AIC值,AIC<,内>和AIC<,外>两者相加得到AIC总,并与模型内附误差以及检核误差相关信息比较,判定所选模型的优劣,得出二次曲面模型为较优的模型,与实际生产应用中相符合;
第二,基于EGM96重力场含有较高精度中长波信息,以及工程应用中常用二次曲面模型拟合似水准面的几何特征。文中在一个比较大的测区内,从水准联测点上移走EGM96含有的高精度中长波部分后,通过水准联测点和剩余的高程异常部分做出等值线图。根据此时的等值线,很容易看出如何分区;
第三,引入了加权游动平均原理,通过距离定权,进行GPS高程转换,提出了一种GPS高程转换的方法,游动平均加权法,简称WMM算法。据实验计算结果,这种算法在精度方面有较大的改善;
第四,对于用户,采用游动平均加权法进行GPS高程转换时,势必费时繁琐。故论文中,以加权游动平均算法为核心,应用VB语言,结合Mapobjects组件,开发出一个GPS高程转换系统,给用户带来了很大的便利。