近年来,GPS测量技术以其全天侯、经济、快速、高精度等诸多优点给传统测量带来革命性的变化。GPS测量技术在测量控制网中已逐步取代了传统的测量方法。但由于GPS高程为大地高,而不是实际工程需要的正常高,因此,GPS测量大都局限于解决平面坐标问题,高程测量仍沿用传统方法来测定,未能充分发挥GPS三维测量的优势。如何将GPS大地高转换成正常高一直是测绘界研究的一个热点。　　 传统的高程测量方法如水准测量法和三角高程测量法精度虽然高,但费时费力,且作业效率低,成本高,周期长。应用GPS高程测量配合适当的高程拟合模型能够大幅提高生产效率。　　 利用GPS水准联测点的高程异常值,选用适合的高程拟合模型,拟合得出该区域似大地水准面模型,实现高程的转换。由于经典参数模型未顾及系统误差和粗差,使得参数模型的数据处理成果与客观实际之间存在较大的偏差。为了解决上述问题,本文介绍了一种新的测量数据处理模型——半参数模型。半参数模型包含描述已知函数关系的参数分量和描述函数关系中模型误差的非参数分量,能很好的求出偶然误差和系统误差的估值。　　 本文主要研究了基于半参数模型GPS高程拟合方法的基本理论及其实际应用。论文共有六章,各章节研究内容如下:　　 第一章,介绍了各高程系统间的相互关系以及高程转换的实际意义,阐述了GPS高程拟合模型的研究现状以及本文研究的主要内容。　　 第二章,总结了一些GPS高程转换的单一拟合模型的基本思想、函数模型和适用条件。根据测区类型将单一拟合模型分为线状拟合模型、平面拟合模型、曲面拟合模型三类,介绍了多项式曲线拟合、Akima曲线拟合、三次样条曲线拟合三种常用的线状拟合模型,最小二乘平面拟合模型,以及多项式曲面拟合、多面函数拟合、移动曲面拟合、薄板小挠度变形模型拟合四种常用的曲面拟合模型。最后给出了GPS高程拟合的精度评定方法。通过实例计算,发现在平缓的地区,简单的曲面拟合模型和多面函数拟合模型的拟合精度都能满足工程要求,多面函数拟合模型的拟合效果稍优于二次曲面拟合法。　　 第三章,介绍了几种实用的GPS高程转换的综合拟合方法。包括函数模型逼近与统计模型逼近综合的最小二乘配置法,将范围较大、地势复杂的测区分为若干小区计算的分区拟合法,GPS水准结合重力场模型法以及加权综合模型法等。将两种或两种以上单一模型合理组合得到的综合拟合方法既利用了单一拟合模型的优势,又能克服单一拟合模型的不足,能有效的提高GPS高程转换的精度。　　 第四章,介绍了基于正则矩阵的补偿最小二乘法的基本原理,讨论了正则化矩阵和平滑因子的选择方法。半参数模型兼顾了参数模型和非参数模型的优点,既包含参数分量,又包含了非参数分量,一方面使函数模型与实际更相符合,另一方面能很好的分离出误偶然误差和系统误差。本文将半参数模型引入到GPS高程拟合数据处理中,建立了基于半参数的高程拟合模型,并采用了引入配置法中解算推估信号的方法以及引入重力测量最小二乘配置模型中描述倾向参数的方法来推估未测点的模型误差。　　 第五章,主要是将半参数模型应用到高程拟合数据处理中,通过野外实测数据,采用基于半参数模型的二次曲面拟合法与经典二次曲面拟合法进行比较计算,验证了半参数模型的拟合效果明显要优于参数模型,并且其预报精度也有了一定的提高。当测区范围较大或者地势变化复杂时,采用单一模型进行高程异常拟合的精度往往不高。因此,本文采用基于半参数模型的分区拟合法,根据测区实际情况合理分区,选用适合各小区的拟合模型进行分区拟合计算。实例计算结果表明,采用分区拟合方法的精度相比较单一拟合模型有了很大的提高,其预报精度满足四等水准的要求。　　 第六章,对本文的研究内容及成果进行了总结,并指出了本文的不足之处和需进一步研究的主要问题。