[发明专利]一种高程异常值计算方法

说明书

本发明公开了一种高程异常值计算方法，包括：1：获取目标区域内多个GPS水准联测点的高程异常值，采用二次曲面法进行预拟合，取三倍中误差为限差，剔除粗差；S2：对剩余的N个高程异常值采用二次多项式进行拟合；3：利用二次多项式模型计算N个高程异常计算值，计算拟合残差；4：构建小波神经网络，该网络的输入为平面坐标和高程异常计算值，输出为残差；采用N个GPS水准联测点的平面坐标、高程异常计算值和残差对小波神经网络进行训练；5：计算待测地高程异常计算值ξ_t；待测地的坐标和ξ_t输入训练好的小波神经网络中，得到待测地残差，进而计算待测地的高程异常值。该方法对于大面积测区得到高程异常值误差较小，可以计算得到较为精确的高程异常值。

技术领域

本发明涉及区域似大地水准面精化领域，具体涉及一种基于高程异常值计算方法。

背景技术

近年来，卫星定位技术以其效率高、精度高、实时性强等诸多优势得到了越来越广泛的使用。高程异常值是同一点上的GPS大地高与精密水准正常高之差。获取某点处的高程异常值，能够实现GNSS大地高向正常高的转换。

根据国家标准《工程测量规范》(GB50026-2007)第4.4条规定，在进行GPS拟合高程计算时，对于地形平坦的小测区，可采用平面拟合法获取高程异常值，对于地形起伏较大的大面积测区，宜采用曲面拟合法获取高程异常值。目前通常采用二次曲面对大面积测区进行高程异常值拟合，这种方法得到的误差往往较大。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种高程异常值计算方法，该方法对于大面积测区得到高程异常值误差较小，可以计算得到较为精确的高程异常值。

技术方案：本发明采用如下技术方案：

一种高程异常值计算方法，包括：

S1：获取目标区域内多个GPS水准联测点的高程异常值，采用二次曲面法对获取的数据进行预拟合，取三倍中误差为限差，剔除粗差；

S2：对S1剔除粗差后的N个GPS水准联测点的高程异常值采用二次多项式进行拟合：

ξ(x,y)＝a₀+a₁x+a₂y+a₃x²+a₄xy+a₅y²

其中ξ(x,y)为在平面坐标(x,y)处的高程异常值；a₀,a₁,…,a₅为拟合系数；n＝1,2,…,N；

S3：利用S2得到的二次多项式模型，计算N个GPS水准联测点的高程异常计算值计算拟合残差：

S4：构建小波神经网络，所述小波神经网络的输入为平面坐标(X,Y)和高程异常计算值ξ¹，输出为残差△ξ；

将N个GPS水准联测点的平面坐标(x_n,y_n)和高程异常计算值的归一化值作为输入，△ξ_n进行归一化后的值作为输出，对小波神经网络进行训练，得到高程异常残差模型；

S5：对目标区域内平面坐标为(x_t,y_t)的待测地，根据S2拟合的二次多项式模型计算高程异常计算值ξ_t；将(x_t,y_t)和ξ_t归一化后输入S4训练好的高程异常残差模型中，得到待测地归一化残差，进行反归一化后得到残差△ξ_t，则待测地的高程异常值为：

所述步骤S2中采用最小二乘法确定拟合系数a₀,a₁,…,a₅。