小區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化方法研究.pdf

1、大地水準(zhǔn)面或似大地水準(zhǔn)面是獲取空間地理信息的高程基準(zhǔn)面。在高精度、高分辨率似大地水準(zhǔn)面的支持下，利用GPS測量可以直接測得正高或正常高，從而取代了傳統(tǒng)復(fù)雜的水準(zhǔn)測量。因此，確定高精度的似大地水準(zhǔn)面是當(dāng)今大地測量學(xué)研究的熱點同時也是一個國家或地區(qū)建立高程基準(zhǔn)的主要任務(wù)之一。隨著測繪科學(xué)技術(shù)和相關(guān)科技的快速發(fā)展，似大地水準(zhǔn)面的發(fā)展將向分米級、厘米級和高分辨率方面發(fā)展。高精度、高分辨率的似大地水準(zhǔn)面不僅為測繪學(xué)、地球物理學(xué)、地球動力學(xué)、地殼變

2、形、地震學(xué)等的研究與基礎(chǔ)工程建設(shè)提供地球空間信息，也是構(gòu)建數(shù)字中國不可或缺的基礎(chǔ)信息之一。
　　本文首先介紹了確定區(qū)域似大地水準(zhǔn)面的重要性和意義，以及國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀。并闡述了建立區(qū)域似大地水準(zhǔn)面的基本理論和常用方法，分別對其中的幾何法、重力法和組合法進行了詳細(xì)的分析、討論和研究。常規(guī)的確定區(qū)域似大地水準(zhǔn)面方法為GPS水準(zhǔn)法，其中最常用的擬合方法為曲面擬合法，然而這種方法確定的似大地水準(zhǔn)面為未顧及大地水準(zhǔn)面物理性質(zhì)的一種趨勢面，

3、并且擬合時只考慮測量誤差，從而導(dǎo)致擬合結(jié)果不準(zhǔn)確，本文選取二次多項式函數(shù)模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、最小二乘支持向量機(LS-SVM)模型和同時顧及測量誤差以及模型誤差的最小二乘配置法運用GPS水準(zhǔn)法進行擬合推估，分析比較了各種模型的優(yōu)缺點；鑒于幾何法和重力法的互補性，本文探討利用“移去-恢復(fù)”技術(shù)通過移去地球重力場模型中的中長波信息得到更加平滑的剩余高程異常，并運用以上幾種方法進行擬合推估，分析比較了“GPS水準(zhǔn)法”和“移去-恢復(fù)法”的擬

4、合精度；并著重分析了最小二乘配置法不同協(xié)方差函數(shù)在“移去-恢復(fù)法”下的擬合精度。
　　研究結(jié)果表明：對于大面積高程異常值變化較大的地區(qū)，多項式函數(shù)模型由于函數(shù)結(jié)構(gòu)的原因擬合能力有限；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在擬合學(xué)習(xí)過程中易出現(xiàn)過學(xué)習(xí)和局部極小值等現(xiàn)象；最小二乘支持向量機(LS-SVM)和最小二乘配置法(LSC)都具備較好的擬合外推能力，兩者精度相當(dāng)；當(dāng)最小二乘配置法中協(xié)方差函數(shù)為高斯函數(shù)和似高斯函數(shù)時能夠取得較高的擬合精度，對于依賴各點之間