專利名稱：精確確定區(qū)域高程異常的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和格網(wǎng)技術(shù)精確求定區(qū)域高程異常的方法，屬于“測繪科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科中的“大地測量學(xué)”技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
“高程異?！笔侵傅厍驒E球面與地球似大地水準(zhǔn)面之間的差異；“區(qū)域”是指地球表面的一部分。確定區(qū)域高程異常是大地測量學(xué)的一項(xiàng)重點(diǎn)工作，也是一個極具重要實(shí)用價值的工程任務(wù)?？梢哉f，確定區(qū)域高程異常，就是現(xiàn)今GPS定位時代建立和維護(hù)國家高程參考框架，與建立國家高精度GPS定位網(wǎng)或傳統(tǒng)的國家高程控制網(wǎng)具有同樣的重要意義，也是一個國家發(fā)展測繪事業(yè)的一項(xiàng)大地測量基礎(chǔ)建設(shè)。
目前，確定區(qū)域高程異常的主要計(jì)算方法有以下兩種(1)重力似大地水準(zhǔn)面的計(jì)算。按照莫洛金斯基理論求定高程異常，在計(jì)算過程中一般采用兩次移去-恢復(fù)技術(shù)方法。此方法的缺點(diǎn)是精度較低，不能滿足工程需要。(2)利用GPS水準(zhǔn)計(jì)算高程異常。如果在一個點(diǎn)上采用GPS觀測技術(shù)精確地求定該點(diǎn)的大地高，同時又通過精密水準(zhǔn)求得該點(diǎn)正常高，兩者之差即為該點(diǎn)的高程異常，其精度比第一種方法要高，具體精度取決于GPS測定大地高的精度和水準(zhǔn)測量正常高的精度。如果在一個區(qū)域布設(shè)有足夠多的GPS水準(zhǔn)點(diǎn)，那么通過計(jì)算這些點(diǎn)的高程異常值，便可以建立該區(qū)域高程異常計(jì)算模型。這是目前確定省市級(區(qū)域)高程異常的常用方法。
目前，我國廣泛采用上述第二種方法(GPS水準(zhǔn))來計(jì)算高程異常。在該方法中，區(qū)域高程異常的主要計(jì)算模型有二次多項(xiàng)式擬合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法擬合和格網(wǎng)技術(shù)等。但概括起來，這些方法存在以下不足 1)似大地水準(zhǔn)面作為一種具有物理意義的曲面，在局部范圍內(nèi)變化是連續(xù)的，可以采用數(shù)學(xué)方法來進(jìn)行擬合。因此，多項(xiàng)式擬合方法被廣泛采用。目前，我國基本上是采用二次多項(xiàng)式擬合法，該方法雖然計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定，但計(jì)算結(jié)果精度較低，使得GPS高程測量成果的應(yīng)用范圍較小。
2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法擬合方法，其計(jì)算結(jié)果精度明顯高于二次多項(xiàng)式擬合法，但計(jì)算復(fù)雜，計(jì)算時間長，而且計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定，因此，目前在工程中該方法較少被采用。
3)格網(wǎng)技術(shù)是美國采用的方法，該方法計(jì)算模型簡單，簡便快速，但要求區(qū)域內(nèi)已知控制點(diǎn)有較高的密度(野外測量成本較高)，否則，該方法計(jì)算結(jié)果精度不高。
針對這些方法存在的以上不足，本發(fā)明通過研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和格網(wǎng)技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)，提出采用一定的工作流程來精確確定區(qū)域高程異常。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是將上述三種方法按照規(guī)定的流程進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了以上各種方法的優(yōu)勢互補(bǔ)，可以大大提高區(qū)域高程異常的計(jì)算結(jié)果精度。如果能精確求出區(qū)域高程異常，則對推動GPS技術(shù)尤其是快速定位技術(shù)如GPS RTK技術(shù)在測量中廣泛應(yīng)用，使GPS技術(shù)不僅確定平面位置，更重要的是代替低等級的水準(zhǔn)測量，從而使費(fèi)用高、難度大、周期長的傳統(tǒng)低等級水準(zhǔn)測量工作量減少到最低限度，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。


發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種精確確定區(qū)域高程異常的方法，使用該方法區(qū)域高程異常計(jì)算結(jié)果精度高，使得GPS高程測量成果的應(yīng)用范圍擴(kuò)大，使用方便。
技術(shù)方案本發(fā)明的精確確定區(qū)域高程異常的方法為 a.確定區(qū)域經(jīng)度范圍和緯度范圍，在區(qū)域內(nèi)選取數(shù)量S應(yīng)大于等于10個的“測量控制點(diǎn)”，并均勻分布于整個區(qū)域， b.通過野外測量，采集所有控制點(diǎn)的緯度Bi、經(jīng)度Li、大地高HGi、正常高H0i的信息，其中i＝1，2，…，S， c.信息處理，先計(jì)算各點(diǎn)的高程異常ξi＝HGi-H0i，再利用二次多項(xiàng)式對區(qū)域高程異常進(jìn)行擬合，根據(jù)控制點(diǎn)信息建立S個誤差方程式，誤差方程式通式為 vi＝b0+b1·ΔBi+b2·ΔLi+b3·ΔBi2+b4·ΔBi·ΔLi+b5·ΔLi2-ξi 寫成矩陣形式為 其中， ΔBi＝Bi-B0，ΔLi＝Li-L0，然后，按照下式計(jì)算待定參數(shù)X的估計(jì)值 d.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬先根據(jù)下式計(jì)算各點(diǎn)的多項(xiàng)式擬合值ξ′和擬合偏差值Δξ Δξi＝ξi-ξ′i 然后，將控制點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)按3×P×1的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成學(xué)習(xí)樣本，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法進(jìn)行訓(xùn)練， d1.BP網(wǎng)絡(luò)的輸入層元素個數(shù)為3，分別為B、L、ξ′， d2.BP網(wǎng)絡(luò)的隱含層元素個數(shù)為P，P值計(jì)算公式為P＝15+INT(S/10)， d3.BP網(wǎng)絡(luò)的輸出層元素個數(shù)1，為Δξ， 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)束后，實(shí)質(zhì)上就得到了該區(qū)域Δξ的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型，該區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)的多項(xiàng)式擬合偏差值Δξ*均可根據(jù)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算得到， e.模型精化公式為ξ*＝ξ′+Δξ*，式中，ξ′為二次多項(xiàng)式計(jì)算值；Δξ*為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬值；ξ*為經(jīng)過模型精化之后的高程異常計(jì)算結(jié)果， f.選擇格網(wǎng)值，如1′×1′，將區(qū)域格網(wǎng)化，格網(wǎng)化之后，計(jì)算所有格網(wǎng)點(diǎn)的大地坐標(biāo)值(B、L)，然后，根據(jù)模型精化公式計(jì)算所有格網(wǎng)點(diǎn)的高程異常值ξi*，最后，將所有格網(wǎng)點(diǎn)的大地坐標(biāo)(Bi、Li)和高程異常值(ξi*)存入到一個數(shù)據(jù)庫文件中，此時，實(shí)質(zhì)上，該區(qū)域的高程異常計(jì)算模型就以格網(wǎng)的形式建立起來了， g.格網(wǎng)建立起來后，編制高程異常內(nèi)插軟件，利用軟件精確計(jì)算出該區(qū)域內(nèi)任意一點(diǎn)的高程異常值。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法中，BP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為3×P×1輸入層元素為3(B、L、ξ′)；隱含層單元數(shù)為P，其計(jì)算公式為P＝15+INT(S/10)，S為參與模擬計(jì)算的控制點(diǎn)個數(shù)；輸出層元素為1(Δξ)。
有益效果本發(fā)明的精確確定區(qū)域高程異常的實(shí)現(xiàn)方法具有以下優(yōu)點(diǎn) 1)區(qū)域高程異常計(jì)算結(jié)果精度高，使得GPS高程測量成果的應(yīng)用范圍擴(kuò)大。經(jīng)過大量工程實(shí)例應(yīng)用結(jié)果分析，本發(fā)明方法較之二次多項(xiàng)式擬合，高程異常的計(jì)算結(jié)果精度要提高20％-60％。精度提高之后，GPS高程可以代替低等級的水準(zhǔn)測量，從而使費(fèi)用高、難度大、周期長的傳統(tǒng)低等級水準(zhǔn)測量工作量減少到最低限度，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
2)使用方便。區(qū)域高程異常計(jì)算模型最后是建立在格網(wǎng)之中，這樣，在計(jì)算該區(qū)域內(nèi)待定點(diǎn)的高程異常時，只需調(diào)用高程異常內(nèi)插程序，快速、方便。



圖1是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖， 圖2是高程異常內(nèi)插模型， 圖3是實(shí)施例區(qū)域GPS水準(zhǔn)點(diǎn)分布圖。

具體實(shí)施例方式 1)確定區(qū)域范圍并布點(diǎn)。首先確定區(qū)域范圍(一般確定經(jīng)度范圍和緯度范圍)；然后，在該區(qū)域內(nèi)選取一定數(shù)量的“測量控制點(diǎn)”，測量控制點(diǎn)的數(shù)量(S)應(yīng)視區(qū)域大小而定，但S至少要大于等于10個，并均勻分布于整個區(qū)域。
2)野外測量(數(shù)據(jù)采集)。要求對測量控制點(diǎn)進(jìn)行兩項(xiàng)測量工作，GPS測量和水準(zhǔn)測量，以便獲取有關(guān)數(shù)據(jù)。
(1)GPS測量按照國家測量規(guī)范要求，對所有控制點(diǎn)進(jìn)行B級或C級GPS測量，目的是獲取各控制點(diǎn)的大地坐標(biāo)(緯度B、經(jīng)度L)和大地高(HG)。
(2)水準(zhǔn)測量按照國家測量規(guī)范要求，對所有控制點(diǎn)進(jìn)行二等或三等水準(zhǔn)測量，目的是獲取各控制點(diǎn)的正常高高程(H0)。
3)二次多項(xiàng)式擬合。利用野外測量獲取的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式(1)計(jì)算所有控制點(diǎn)的高程異常ξ ξ＝HG-H0(1) 然后，利用二次多項(xiàng)式建立區(qū)域高程異常數(shù)學(xué)模型 ξ＝b0+b1·ΔB+b2·ΔL+b3·ΔB2+b4·ΔB·ΔL+b5·ΔL2(2a) ΔBi＝Bi-B0；ΔLi＝Li-L0； 式中，ξ為控制點(diǎn)的高程異常；bi為二次多項(xiàng)式模型的待定參數(shù)(共6個)；Bi、Li分別為控制點(diǎn)的緯度、經(jīng)度；B0、L0分別為區(qū)域緯度、經(jīng)度的重心坐標(biāo)值；S為控制點(diǎn)的個數(shù)。
4)測量平差將S個控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)代入(2)式，可以得到S個誤差方程式，誤差方程式通式為 vi＝b0+b1·ΔBi+b2·ΔLi+b3·ΔBi2+b4·ΔBi·ΔLi+b5·ΔLi2-ξi 寫成矩陣形式為 根據(jù)《測量平差》的“最小二乘法”原則，可以求出公式(2)中6個待定參數(shù)X的估計(jì)值 5)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬計(jì)算。當(dāng)根據(jù)公式(4)求得待定參數(shù)bi之后，此時，再根據(jù)以下公式對所有控制點(diǎn)進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，求出各控制點(diǎn)的“多項(xiàng)式擬合值ξ′”和“多項(xiàng)式擬合偏差值Δξ” Δξi＝ξi-ξ′i(i＝1，2，…，S)(6) 然后，將已知控制點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)按一種特殊的格式構(gòu)成學(xué)習(xí)樣本，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法進(jìn)行訓(xùn)練。特殊的BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為3×P×1，參考圖1。
(1)BP網(wǎng)絡(luò)的輸入層元素個數(shù)為3，分別為(B、L、ξ′)。
(2)BP網(wǎng)絡(luò)的隱含層元素個數(shù)為P。P值的計(jì)算公式為 P＝15+INT(S/10)(7) 式中，S為控制點(diǎn)個數(shù)。如，假設(shè)S＝23，則P＝17。
(3)BP網(wǎng)絡(luò)的輸出層元素個數(shù)1，為多項(xiàng)式擬合偏差值Δξ。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對已知控制點(diǎn)的模擬訓(xùn)練結(jié)束后，實(shí)質(zhì)上，我們就得到了該區(qū)域Δξ的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型。該區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)的“多項(xiàng)式擬合偏差值Δξ*”均可根據(jù)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算得到。
6)模型精化模型精化公式為 ξ*＝ξ′+Δξ*(8) 式中，ξ′為二次多項(xiàng)式計(jì)算值；Δξ*為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬值；ξ*為經(jīng)過模型精化之后的高程異常計(jì)算結(jié)果。
7)區(qū)域格網(wǎng)化區(qū)域格網(wǎng)化是指將區(qū)域按照一定的經(jīng)度差和緯度差進(jìn)行分割。格網(wǎng)值可選擇5′×5′、2′×2′或1′×1′。格網(wǎng)化之后，計(jì)算所有格網(wǎng)點(diǎn)的大地坐標(biāo)值(B、L)。然后，根據(jù)公式(8)計(jì)算所有格網(wǎng)點(diǎn)的經(jīng)過模型精化的高程異常值ξi*。最后，將所有格網(wǎng)點(diǎn)的大地坐標(biāo)(Bi、Li)和高程異常值(ξi*)存入到一個數(shù)據(jù)(庫)文件中。此時，實(shí)質(zhì)上，該區(qū)域的高程異常計(jì)算模型就以格網(wǎng)的形式建立起來了。
8)高程異常內(nèi)插。在基于格網(wǎng)的區(qū)域高程異常計(jì)算模型建立之后，在該區(qū)域內(nèi)，當(dāng)給定任意一點(diǎn)P的坐標(biāo)，首先找到該點(diǎn)所在的格網(wǎng)(見圖2)，可根據(jù)該格網(wǎng)點(diǎn)1、2、3、4點(diǎn)的高程異常值(ξ1、ξ2、ξ3、ξ4)內(nèi)插計(jì)算出P點(diǎn)的高程異常(ξP)。內(nèi)插計(jì)算思路為(1)先根據(jù)1、2點(diǎn)內(nèi)插計(jì)算P1點(diǎn)的高程異常。此三點(diǎn)的經(jīng)度相同，根據(jù)它們之間的緯度差可以內(nèi)插出P1點(diǎn)的高程異常。(2)同理，根據(jù)3、4點(diǎn)內(nèi)插計(jì)算P2點(diǎn)的高程異常。(3)最后，根據(jù)P1、P2點(diǎn)內(nèi)插計(jì)算P點(diǎn)的高程異常。此三點(diǎn)的緯度相同，根據(jù)它們之間的經(jīng)度差可以內(nèi)插出P點(diǎn)的高程異常。
下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例，如圖3所示。
1)確定區(qū)域范圍并布點(diǎn) 區(qū)域范圍經(jīng)度范圍為120°00′-120°08′，緯度范圍為31°50′-31°58′；區(qū)域面積約200km2。然后，在該區(qū)域內(nèi)選取均勻分布于整個區(qū)域的“測量控制點(diǎn)”16個(S＝16，點(diǎn)號分別為1、55、34、9、37、19、41、21、48、50、16、3、6、14、36、52，見表1中前16個點(diǎn))。為了檢驗(yàn)本發(fā)明方法的效果，實(shí)際上我們在該區(qū)域內(nèi)又布設(shè)了30個檢驗(yàn)點(diǎn)(見表1中后30個點(diǎn))，合計(jì)46個點(diǎn)。點(diǎn)位分布如圖3所示。
2)野外測量(數(shù)據(jù)采集) 按照國家測量規(guī)范要求，對所有控制點(diǎn)和檢驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了C級GPS測量和三等水準(zhǔn)測量，所有結(jié)果見表1(第1列-第5列)。
表1測量數(shù)據(jù)表(含部分計(jì)算結(jié)果) (備注ξ′i為二次多項(xiàng)式計(jì)算結(jié)果；ξi*為本發(fā)明方法計(jì)算結(jié)果。) 3)二次多項(xiàng)式擬合 然后，按照公式(1)計(jì)算高程異常(見表1第6列)；再利用16個已知控制點(diǎn)，根據(jù)公式(2)，采用二次多項(xiàng)式建立區(qū)域高程異常數(shù)學(xué)模型。
4)測量平差 將16個已知控制點(diǎn)(表1中前16個點(diǎn))的數(shù)據(jù)代入(2)式，可以得到16個誤差方程式，根據(jù)《測量平差》的“最小二乘法”原則，可以根據(jù)公式(4)求出公式(2)中6個待定參數(shù)的估計(jì)值，結(jié)果見表2。
表2待定參數(shù)bi計(jì)算結(jié)果表 5)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬計(jì)算 當(dāng)根據(jù)公式(4)求得待定參數(shù)bi之后，此時，再根據(jù)公式(5)和(6)求出各控制點(diǎn)的“多項(xiàng)式擬合值ξ′”和“多項(xiàng)式擬合偏差值Δξ”，計(jì)算結(jié)果見表1第7列和第8列。
然后，將16個控制點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)(B、L)和計(jì)算數(shù)據(jù)(ξ′、Δξ)按圖1的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行訓(xùn)練，根據(jù)公式(7)計(jì)算得P＝16，故BP網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)為3×16×1。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)束后，實(shí)質(zhì)上，我們就得到了該區(qū)域Δξ的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型。該區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)的“多項(xiàng)式擬合偏差值Δξ*”均可根據(jù)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算得到。
6)模型精化 按照公式(8)進(jìn)行模型精化。經(jīng)過模型精化之后的高程異常計(jì)算結(jié)果為ξ*，本例計(jì)算結(jié)果見表1第9列。
7)區(qū)域格網(wǎng)化 本實(shí)例經(jīng)度范圍為120°00′-120°08′，緯度范圍為31°50′-31°58′；格網(wǎng)值選擇1′×1′，則區(qū)域共分為64個格網(wǎng)。格網(wǎng)化之后，計(jì)算所有格網(wǎng)點(diǎn)的大地坐標(biāo)值(B、L)。然后，根據(jù)公式(8)計(jì)算所有格網(wǎng)點(diǎn)的經(jīng)過模型精化的高程異常值ξi*。最后，將所有格網(wǎng)點(diǎn)的大地坐標(biāo)(Bi、Li)和高程異常值(ξi*)存入到一個數(shù)據(jù)庫文件中。此時，實(shí)質(zhì)上，該區(qū)域的高程異常計(jì)算模型就以格網(wǎng)的形式建立起來了。
8)高程異常內(nèi)插 利用編制軟件進(jìn)行內(nèi)插。略。
9)精度比較 本例現(xiàn)有30個檢驗(yàn)點(diǎn)，可以用來檢驗(yàn)不同方法的擬合效果。利用中誤差M來評價其精度 式中，yi*為第i點(diǎn)的不同方法擬合結(jié)果，yi為第i點(diǎn)的已知值，n為檢驗(yàn)點(diǎn)的個數(shù)。(注檢驗(yàn)點(diǎn)的中誤差M越小，精度越高，表明擬合效果越好。)檢驗(yàn)結(jié)果見表3。與二次多項(xiàng)式擬合相比，本發(fā)明方法計(jì)算高程異常的精度可提高26％。
表3不同方法檢驗(yàn)點(diǎn)精度結(jié)果

權(quán)利要求
1、一種精確確定區(qū)域高程異常的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟
a.確定區(qū)域經(jīng)度范圍和緯度范圍，在區(qū)域內(nèi)選取數(shù)量S應(yīng)大于等于10個的“測量控制點(diǎn)”，并均勻分布于整個區(qū)域，
b.通過野外測量，采集所有控制點(diǎn)的緯度Bi、經(jīng)度Li、大地高HGi、正常高H0i的信息，其中i＝1，2，…，S，
c.信息處理，先計(jì)算各點(diǎn)的高程異常ξi＝HGi-H0i，再利用二次多項(xiàng)式對區(qū)域高程異常進(jìn)行擬合，根據(jù)控制點(diǎn)信息建立S個誤差方程式，誤差方程式通式為
vi＝b0+b1·ΔBi+b2·ΔLi+b3·ΔBi2+b4·ΔBi·ΔLi+b5·ΔLi2-ξi
寫成矩陣形式為
其中，
ΔBi＝Bi-B0，ΔLi＝Li-L0，然后，按照下式計(jì)算待定參數(shù)X的估計(jì)值
d.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬先根據(jù)下式計(jì)算各點(diǎn)的多項(xiàng)式擬合值ξ′和擬合偏差值Δξ
Δξi＝ξi-ξ′i
然后，將控制點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)按3×P×1的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成學(xué)習(xí)樣本，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法進(jìn)行訓(xùn)練，
d1.BP網(wǎng)絡(luò)的輸入層元素個數(shù)為3，分別為B、L、ξ′，
d2.BP網(wǎng)絡(luò)的隱含層元素個數(shù)為P，P值計(jì)算公式為P＝15+INT(S/10)，
d3.BP網(wǎng)絡(luò)的輸出層元素個數(shù)1，為Δξ，
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)束后，實(shí)質(zhì)上就得到了該區(qū)域Δξ的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型，該區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)的多項(xiàng)式擬合偏差值Δξ*均可根據(jù)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算得到，
e.模型精化公式為ξ*＝ξ′+Δξ*，式中，ξ′為二次多項(xiàng)式計(jì)算值；Δξ*為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬值；ξ*為經(jīng)過模型精化之后的高程異常計(jì)算結(jié)果，
f.選擇格網(wǎng)值，如1′×1′，將區(qū)域格網(wǎng)化，格網(wǎng)化之后，計(jì)算所有格網(wǎng)點(diǎn)的大地坐標(biāo)值(B、L)，然后，根據(jù)模型精化公式計(jì)算所有格網(wǎng)點(diǎn)的高程異常值ξi*，最后，將所有格網(wǎng)點(diǎn)的大地坐標(biāo)(Bi、Li)和高程異常值(ξi*)存入到一個數(shù)據(jù)庫文件中，此時，實(shí)質(zhì)上，該區(qū)域的高程異常計(jì)算模型就以格網(wǎng)的形式建立起來了，
g.格網(wǎng)建立起來后，編制高程異常內(nèi)插軟件，利用軟件精確計(jì)算出該區(qū)域內(nèi)任意一點(diǎn)的高程異常值。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的精確確定區(qū)域高程異常的方法，其特征在于，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法中，BP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為3×P×1輸入層元素為3(B、L、ξ′)；隱含層單元數(shù)為P，其計(jì)算公式為P＝15+INT(S/10)，S為參與模擬計(jì)算的控制點(diǎn)個數(shù)；輸出層元素為1(Δξ)。
全文摘要
精確確定區(qū)域高程異常的方法是一種利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和格網(wǎng)技術(shù)精確求定區(qū)域高程異常的方法，具體為1)確定區(qū)域范圍并布點(diǎn)、2)野外測量(數(shù)據(jù)采集)、3)二次多項(xiàng)式擬合、4)測量平差、5)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬計(jì)算、6)模型精化、7)區(qū)域格網(wǎng)化、8)高程異常內(nèi)插；使用該方法區(qū)域高程異常計(jì)算結(jié)果精度高，使得GPS高程測量成果的應(yīng)用范圍擴(kuò)大。經(jīng)過大量工程實(shí)例應(yīng)用結(jié)果分析，本發(fā)明方法較之二次多項(xiàng)式擬合，高程異常的計(jì)算結(jié)果精度要提高20％-60％。精度提高之后，GPS高程可以代替低等級的水準(zhǔn)測量，從而使費(fèi)用高、難度大、周期長的傳統(tǒng)低等級水準(zhǔn)測量工作量減少到最低限度，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
文檔編號G06N3/06GK101319893SQ20081002264
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者胡伍生, 沙月進(jìn) 申請人:東南大學(xué)