线形工程中GPS高程拟合方法的探讨

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线形工程中GPS高程拟合方法的探讨

多项式曲线内插法,其公式为:

=a+ax+ax²+ax²+K+ax

p5=polyfit(x,5,n); Hy=polyval(p5,x1);

p5=polyfit(x,5,n); Hy=polyval(p5,x1);

上述语句中,p5为待求系数矢量,x为公共点的 x(y坐标)或者是各公共点到中心点的距离,是已知 的高程异常,n为多项式系数;x1为待求点的坐标,Hy 为待求点的高程异常。

式中,(xx)为一阶差商,(xxx))为二阶差商。 其中:

应用样条曲线至少需要5个公共点,用追赶法进 行求解,也可应用MATLAB直接进行求解,其关键语 句如下:

=spline(x.,x1)

式中:x,,x1以上文所述意义相同,但是xx1必 须是经过排序后的数据,否则会出现运行错误。

本文主要使用数据为国内一个中型城市的城市 控制网,有10个GPS一E级控制点,为了研究GPS水 准拟合原理,对以上所有控制点都进行了三等水准测 量,并应用稳健估计进行粗差探测,未发现粗差,保证 了试验数据的可靠性,其具体数据见表1。 对于该数据,将2、4、10点作为内插点,其余各点 作为公共点,分别对其进行三次、四次、五次多项式曲

线拟合和样条曲线拟合,最终的结果如表2:

拟合和样条曲线拟合,最终的结果如表2:

表2曲线拟合数据分析

(1)由表2可知,对于实验数据db3201t 1139-2023 现代设施农业园区农业装备配套规范(设施园艺),应用多项式曲线 拟合法及样条曲线拟合法可达到厘米级的精度,针对 实验数据,应用五次曲线拟合法和样条曲线拟合法得 到结果满足四等水准的要求。 (2)对于测区呈线状或陕长带状区域时,可利用多 项式曲线拟合法和样条曲线拟合法进行拟合,在使用 多项式曲线拟合时,要注意选择多项式的阶次,当阶 次太低无法表现测区的现状,当阶次过高时会带来计 算的难度,容易出现“龙格"现象导致计算不收敛。 (3)多项式曲线拟合法和三次样条拟合法适合于 GPS水准联测点按线状或带状布设的情况,如沿铁 路、公路、渠道等,拟合精度能达到厘米级。三次样条 曲线拟合的测区高程异常的拟合精度略优于多项式 曲线拟合法,但多项式曲线拟合法计算较简单。而三

次样条曲线拟合法更适于长测线的拟合,可以满足物 探、石油、地质等用户在长测线上施测GPS拟合正常 高的精度要求。

[1]李征航,黄劲松.GPS测量与数据处理.武汉[M]:武汉 大学出版社,2005 [2]刘基余,李征航,王跃虎等.全球定位系统原理及其应 用[M].北京:测绘出版社,1993 [3]***,董鸿闻.精密水准测量的理论和实践[M].北 京:测绘出版社,2004 [4]匡翠林.高精度GPS水准算法研究及其应用J]:[硕土 学位论文1长沙.中南大学,2004 [5]李庆扬,王能超,易大义.数值分析(第四版)[M].北京: 清华大学出版社,2001

Study onLinearEngineeringof GPSHeightAbnormityFitting

(Department of Surveying; Shanxi Vocational College of Railway Engineering Technology; Weinan Shanxi 714000, China) Abstract: This paper has introduced the methods of Polynomial curve ftting and Cubic spline interpolation on linear engineering,and then a practical example is analyzed for the test. Key words:height abnormity fitting;polynomial curve fiting; cubic spline interpolation

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