《大地测量学基础》课程教学课件（PPT讲稿）08 GPS水准面拟合方法（水准面拟合点密度优化选择方法研究）

水准面拟合点密度优化选择方 法研究 作者：姚吉利

水准面拟合点密度优化选择方 法研究 作者：姚吉利

目的： 为实际GPS测量提供布设GPS 水准点的理论依据，既要达到预期 的精度，又要减少劳动强度。从根 本上用GPS水准测量代替劳动很大 的几何水准测量

目的： 为实际GPS测量提供布设GPS 水准点的理论依据，既要达到预期 的精度，又要减少劳动强度。从根 本上用GPS水准测量代替劳动很大 的几何水准测量

主要内容有三： 1、GPS水准点分类 首先引入GPS水准点密度分辨率 的概念（简称密度分辨率），把GPS 水准点分为拟合点和检查点两种，用 检查点与用拟合点所得到的大地水准 面内插得到的高程比较，得到大地水 准面的精度

主要内容有三： 1、GPS水准点分类 首先引入GPS水准点密度分辨率 的概念（简称密度分辨率），把GPS 水准点分为拟合点和检查点两种，用 检查点与用拟合点所得到的大地水准 面内插得到的高程比较，得到大地水 准面的精度

2、GPS水位面拟合 分别采用六参数法、多面函数 法、移动曲面拟合法、有限元法四 种拟合大地水准面，并用检查点数 据评定大地水准面精度。 3、实例与分析 通过对实测数据的计算分析得到 结论

2、GPS水位面拟合 分别采用六参数法、多面函数 法、移动曲面拟合法、有限元法四 种拟合大地水准面，并用检查点数 据评定大地水准面精度。 3、实例与分析 通过对实测数据的计算分析得到 结论

结论： ☑具有分区拟合性质的移动曲面拟 合法与有限元法精度较优； ☑： 实测三等水准朕合GPS高程观测」 通过大地水准面得到的正常高可取 代四等水准测量； ☑密度分辨率为2000米，用有限元 法拟合出的大地水准面和GPS正常 高能代替四等水准测量

结论： Ø具有分区拟合性质的移动曲面拟 合法与有限元法精度较优； Ø实测三等水准联合GPS高程观测， 通过大地水准面得到的正常高可取 代四等水准测量； Ø密度分辨率为2000米，用有限元 法拟合出的大地水准面和GPS正常 高能代替四等水准测量

目的和意义 GPS能提供地面点精确的三维 坐标值，其高程信息是依据于椭球 面的，而我国使用的高程信息是依 据于似大地水准面的，为充分利用 GPS所提供的高程信息，研究利用 GPS测出的地面点的大地高来求其高 程是GPS应用的一个重要方面

GPS能提供地面点精确的三维 坐标值，其高程信息是依据于椭球 面的，而我国使用的高程信息是依 据于似大地水准面的，为充分利用 GPS所提供的高程信息，研究利用 GPS测出的地面点的大地高来求其高 程是GPS应用的一个重要方面。 一、目的和意义

目的和意义 似大地水准面是有起伏的、连续光滑的， 但不像地表，我们不能看见山谷线、山脊 线等特征线，特征线上的特征点我们无法 确定，所以只能布设一定密度、一定精度 的GPS水准点去拟合，就产生了 心多大密度？（工作量大小） U能达到什么样精度？（成果的可靠性）

似大地水准面是有起伏的、连续光滑的， 但不像地表，我们不能看见山谷线、山脊 线等特征线，特征线上的特征点我们无法 确定，所以只能布设一定密度、一定精度 的GPS水准点去拟合，就产生了 ü多大密度？（工作量大小） ü能达到什么样精度？ （成果的可靠性） 一、目的和意义

二、 GPS水准测量原理 正常高：是地面点延铅垂线至似大地水准面 的距离，用H表示。似大地水准面和参考椭球面 (WGS84)之向的距离，称为高程异常，用表示。 则大地高与正常高之间的关系可表示为 H=Hg +z 如果知道其中两个量就可计算出第 三个量，如GPS测量得到大地高，在知 道高程异常情况下，就可计算出正常高。 这就是GPS水准测量的原理

正常高：是地面点延铅垂线至似大地水准面 的距离，用Hr表示。似大地水准面和参考椭球面 （WGS84）之间的距离，称为高程异常，用ζ 表示。 则大地高与正常高之间的关系可表示为 二、GPS水准测量原理 如果知道其中两个量就可计算出第 三个量，如GPS测量得到大地高，在知 道高程异常情况下，就可计算出正常高。 这就是GPS水准测量的原理

三、拟合点密度优化选择 (1)将测区以.合适 单位长度分成若干 单元格，单元格大 × × 小叫做GPS水准密 度分辨率，用δ表示 。格内可能有多个 × × 点，也可能一个也 没有

三、 拟合点密度优化选择 ╳ ╳ ╳ ╳ δ （1）将测区以合适 单位长度分成若干 单元格，单元格大 小叫做GPS水准密 度分辨率，用δ 表示 。格内可能有多个 点，也可能一个也 没有

拟合点密度优化选择（续） (2)单元格内点的确定。若单元格内无 GPS水准点，則选择到格网最近点作为本 单元的点；单元格内有多个GPS水准点， 若同时满足 x1￡x￡x2 y1￡y￡y2 的点为GPS拟合点的侯选点，也就是，由 (X1,y2)和(X2,y2)确定的格内

（2）单元格内点的确定。若单元格内无 GPS水准点，则选择到格网最近点作为本 单元的点；单元格内有多个GPS水准点， 若同时满足 的点为GPS拟合点的侯选点，也就是，由 （x1,y2）和(x2,y2)确定的格内。 拟合点密度优化选择（续）