小区域GNSS高程异常拟合方法研究
发布时间：2021-11-29 08:26
选取恰当的拟合模型是提高高程异常拟合精度的关键.本文利用湖南省新化县城区全球卫星导航系统（GNSS）和水准测量数据,采用反距离加权法、多项式插值法、径向基函数法、克里金插值法等多种曲面拟合方法进行高程异常拟合研究,并进行拟合精度评定.结果表明,径向基函数插值法内插精度最高,其中误差为±0.0158 m;局部多项式插值法外推精度最高,其中误差为±0.0104 m;综合来说,局部多项式插值法在县域尺度高程拟合中精度最高.本文研究结果对小区域GNSS高程拟合方法选取工作具有一定的参考意义.
【文章来源】：全球定位系统. 2020,45(05)CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
大地高与正常高关系
表2 不同插值法的内插与外推精度 m 插值方式 内插精度 外推精度 整体精度 反距离权重插值法 ±0.019 0 ±0.049 8 ±0.046 4 全局线性多项式插值法 ±0.019 9 ±0.013 7 ±0.026 2 全局二阶多项式插值法 ±0.016 2 ±0.011 5 ±0.013 0 全局三阶多项式插值法 ±0.017 2 ±0.023 6 ±0.025 0 RBF插值法 ±0.015 8 ±0.036 2 ±0.030 8 局部多项式插值法 ±0.016 0 ±0.010 4 ±0.012 6 普通克里金插值法 ±0.016 3 ±0.012 4 ±0.013 4 泛克里金一阶插值法 ±0.016 1 ±0.012 5 ±0.013 6 泛克里金二阶插值法 ±0.015 9 ±0.014 7 ±0.014 4 核平滑障碍插值法 ±0.016 5 ±0.027 3 ±0.025 6如图4和表2,在县域尺度高程拟合方法中,内插精度最高的为RBF插值法,精度为±0.0158 m,其次为泛克里金二阶插值法、泛克里金一阶插值法和全局二阶多项式插值法等.径向基函数为一系列精确插值法的组合,其拟合曲面通过每一个已知点,且曲面总曲率最小,因此内插精度最高.
对湖南省新化县分别进行四等水准测量及E级GNSS测量,获取控制点平面坐标、大地高及正常高数据,数据及控制点分布如图1和表1所示.表1 GNSS水准起算点和检核点 点号 x/m y/m GNSS大地高/m 正常高/m 高程异常/m 点类型 E001 3 066 935.81 527 826.905 190.632 209.802 -19.170 数据点 E002 3 064 999.186 526 290.695 194.692 213.866 -19.174 数据点 E003 3 064 705.059 527 670.679 198.435 217.577 -19.142 数据点 E004 3 066 438.036 529 906.698 167.945 187.084 -19.139 数据点 E005 3 063 483.914 533 539.974 202.756 221.796 -19.040 数据点 E008 3 067 201.909 533 369.48 178.299 197.377 -19.078 数据点 E010 3 064 551.78 530 896.326 179.127 198.237 -19.110 数据点 E011 3 065 041.304 525 057.43 199.959 219.136 -19.177 数据点 E012 3 068 018.623 526 788.75 183.907 203.102 -19.195 数据点 E014 3 069 043.949 524 279.238 167.545 186.753 -19.208 数据点 E020 3 071 793.535 527 227.786 179.705 198.902 -19.197 数据点 E021 3 072 255.167 525 328.645 149.127 168.353 -19.226 数据点 E022 3 074 384.442 525 781.612 174.846 194.054 -19.208 数据点 E023 3 073 396.844 528 360.52 159.914 179.099 -19.185 数据点 E018 3 069 633.437 528 294.078 163.442 182.637 -19.195 数据点 E019 3 071 942.06 529 061.129 150.536 169.723 -19.187 数据点 E006 3 064 784.107 535 535.326 172.869 191.894 -19.025 检核点 E007 3 066 460.638 536 033.195 188.231 207.230 -18.999 检核点 E009 3 066 221.479 531 841.129 173.323 192.437 -19.114 检核点 E013 3 067 478.824 525 158.664 162.400 181.623 -19.223 检核点 E015 3 070 092.61 524 835.764 179.174 198.378 -19.204 检核点 E016 3 069 740.923 526 437.805 167.262 186.487 -19.225 检核点 E024 3 075 671.162 528 405.419 149.517 168.703 -19.186 检核点 E025 3 076 071.229 526 571.914 151.241 170.448 -19.207 检核点
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种顾及高程的时空反距离加权插值方法[J]. 王彬彬,石丽红,卢月明. 测绘与空间地理信息. 2018(10)
[2]邵阳市区域尺度GPS高程异常分析[J]. 刘国仕,邓才林,唐健林. 测绘科学. 2017(08)
[3]利用多面函数拟合法建立区域地壳水平运动模型的改进算法研究[J]. 葛栩宏,张红星,席瑞杰,杨登科. 测绘通报. 2015(11)
[4]GPS高程拟合方法研究及精度对比试验[J]. 张潘,余代俊,张玉刚,许馨. 测绘通报. 2015(09)
[5]径向基函数算法中插值参数对DEM精度的影响[J]. 张锦明,游雄,万刚. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(05)
[6]GPS高程拟合的方法比较[J]. 何美琳,文鸿雁,潘元进,李超. 测绘科学. 2013(03)
[7]神经网络在GPS高程拟合中的应用[J]. 孙传胜,杨国东,吴琼. 测绘通报. 2011(08)
[8]多项式曲面模型在GPS高程拟合中的应用[J]. 高原,张恒璟,赵春江. 测绘科学. 2011(03)
[9]附加随机模型的GPS高程转换方法[J]. 吴寒,姚宜斌. 大地测量与地球动力学. 2010(03)
[10]GPS水准拟合模型的选取与精度估计[J]. 刘长建,柴洪洲,吴洪举,马高峰,谷跃,张前恩. 测绘科学. 2009(04)
本文编号：3526176
【文章来源】：全球定位系统. 2020,45(05)CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
大地高与正常高关系
表2 不同插值法的内插与外推精度 m 插值方式 内插精度 外推精度 整体精度 反距离权重插值法 ±0.019 0 ±0.049 8 ±0.046 4 全局线性多项式插值法 ±0.019 9 ±0.013 7 ±0.026 2 全局二阶多项式插值法 ±0.016 2 ±0.011 5 ±0.013 0 全局三阶多项式插值法 ±0.017 2 ±0.023 6 ±0.025 0 RBF插值法 ±0.015 8 ±0.036 2 ±0.030 8 局部多项式插值法 ±0.016 0 ±0.010 4 ±0.012 6 普通克里金插值法 ±0.016 3 ±0.012 4 ±0.013 4 泛克里金一阶插值法 ±0.016 1 ±0.012 5 ±0.013 6 泛克里金二阶插值法 ±0.015 9 ±0.014 7 ±0.014 4 核平滑障碍插值法 ±0.016 5 ±0.027 3 ±0.025 6如图4和表2,在县域尺度高程拟合方法中,内插精度最高的为RBF插值法,精度为±0.0158 m,其次为泛克里金二阶插值法、泛克里金一阶插值法和全局二阶多项式插值法等.径向基函数为一系列精确插值法的组合,其拟合曲面通过每一个已知点,且曲面总曲率最小,因此内插精度最高.
对湖南省新化县分别进行四等水准测量及E级GNSS测量,获取控制点平面坐标、大地高及正常高数据,数据及控制点分布如图1和表1所示.表1 GNSS水准起算点和检核点 点号 x/m y/m GNSS大地高/m 正常高/m 高程异常/m 点类型 E001 3 066 935.81 527 826.905 190.632 209.802 -19.170 数据点 E002 3 064 999.186 526 290.695 194.692 213.866 -19.174 数据点 E003 3 064 705.059 527 670.679 198.435 217.577 -19.142 数据点 E004 3 066 438.036 529 906.698 167.945 187.084 -19.139 数据点 E005 3 063 483.914 533 539.974 202.756 221.796 -19.040 数据点 E008 3 067 201.909 533 369.48 178.299 197.377 -19.078 数据点 E010 3 064 551.78 530 896.326 179.127 198.237 -19.110 数据点 E011 3 065 041.304 525 057.43 199.959 219.136 -19.177 数据点 E012 3 068 018.623 526 788.75 183.907 203.102 -19.195 数据点 E014 3 069 043.949 524 279.238 167.545 186.753 -19.208 数据点 E020 3 071 793.535 527 227.786 179.705 198.902 -19.197 数据点 E021 3 072 255.167 525 328.645 149.127 168.353 -19.226 数据点 E022 3 074 384.442 525 781.612 174.846 194.054 -19.208 数据点 E023 3 073 396.844 528 360.52 159.914 179.099 -19.185 数据点 E018 3 069 633.437 528 294.078 163.442 182.637 -19.195 数据点 E019 3 071 942.06 529 061.129 150.536 169.723 -19.187 数据点 E006 3 064 784.107 535 535.326 172.869 191.894 -19.025 检核点 E007 3 066 460.638 536 033.195 188.231 207.230 -18.999 检核点 E009 3 066 221.479 531 841.129 173.323 192.437 -19.114 检核点 E013 3 067 478.824 525 158.664 162.400 181.623 -19.223 检核点 E015 3 070 092.61 524 835.764 179.174 198.378 -19.204 检核点 E016 3 069 740.923 526 437.805 167.262 186.487 -19.225 检核点 E024 3 075 671.162 528 405.419 149.517 168.703 -19.186 检核点 E025 3 076 071.229 526 571.914 151.241 170.448 -19.207 检核点
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种顾及高程的时空反距离加权插值方法[J]. 王彬彬,石丽红,卢月明. 测绘与空间地理信息. 2018(10)
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[6]GPS高程拟合的方法比较[J]. 何美琳,文鸿雁,潘元进,李超. 测绘科学. 2013(03)
[7]神经网络在GPS高程拟合中的应用[J]. 孙传胜,杨国东,吴琼. 测绘通报. 2011(08)
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[9]附加随机模型的GPS高程转换方法[J]. 吴寒,姚宜斌. 大地测量与地球动力学. 2010(03)
[10]GPS水准拟合模型的选取与精度估计[J]. 刘长建,柴洪洲,吴洪举,马高峰,谷跃,张前恩. 测绘科学. 2009(04)
本文编号：3526176
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