GPS拟合高程替代水准分析

高冶

摘要：在介绍GPS水准原理的基础上，论述了GPS测线高程拟合的两种方法，即：三次样条函数拟合及最小二乘曲线拟合，并根据实测资料应用这两种方法分别进行了计算分析，结果表明最小二乘曲线和三次样条曲线拟合方法转换GPS高程的可行性和可靠性。

关键词：GPS水准 GPS测线 三次样条函数 最小二乘曲线拟合

中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0024-02

GPS测量技术的出现引起了测绘界一次新技术的革命，由于GPS测量具有高精度、全球性、全天候等特点，因此已被广泛应用到国民经济建设的各个领域。GPS的平面定位精度目前已达到毫米级，可以满足工程建设中对平面位置的精度要求；GPS的高程精度对于20km以内的短基线向量，其高程分量的精度亦可以达到毫米级，但GPS测高数据却没有像GPS平面成果那样被广泛应用，这主要是因为GPS测量系统的测高数据为相对于椭球表面的大地高，而在工程测量中，地面点的高程通常采取的是相对于似大地水准面的正常高或者是相对于大地水准面的正高，所以GPS高程只有经过高精度的高程异常改正才能应用于工程测量中。

1 GPS水准的原理

1.1高程系统

（1）通过参考椭球面为基准面的高程系统的为大地高。椭球面为基准面的大地高就是通过地面抹点的大地高（H）给定义为由地面点沿着改点通过的椭球法线到椭球面的距离。（2）通过大地水准面为基准面的高程系统的为正高。地面某点的正高（Hg）定义为由地面沿铅垂线至大地水准面的距离。……