研究 GPS 高程的意义在于 GPS 大地高测量正成为高程测量的一种重要形式 和手段。此外，我国一级和二级 GPS 控制网已然实现[3]，并且三级网也在全面布 测中，研究学者们已经越加重视大范围内的 GPS 测量。GPS 大地高到正常高之 间的转换方法，早已成为大地测量研究的热点问题。通过合适的 GPS 高程转换 方法与建立拟合模型精确求定 GPS 点的正常高，为接下来利用 GPS 测量来确定 大地水准的研究提供探讨基础，充分发挥三维坐标的优越性，使 GPS 三维定位 得到广泛应用。

同样，人工神经网络已成为近年来研究学者们愈加关注的一个领域[4]。人工 神经网络由大批神经元互相连接而成，其功能是对大脑进行抽象、简化和模拟。 基于人脑的生理结构，对人的智能行为方面的研究是人工神经网络的主要研究方 向。它与人脑之间主要在两个方面存在着类似的地方：

⑴ 通过学习过程利用神经网络从外部环境中获取知识。

⑵ 是用于存储访问知识信息的内部神经元，同时内部神经元也称为突触权 值。

众所周知，高程测量过程中的几何转换方法存在很多不足之处，尤其在复杂 地形，大量数据处理等方面,而引进径向基神经网络不但使智能信息处理方法得 到拓展还使很多复杂问题得到解决以及为实现自动控制提供了有效途径。

1.2 国内外研究现状

随着 GPS 技术广泛运用，其测量精度高，便捷省时，工程成本降低等有优 点逐渐被人们熟知。GPS 定位技术俨然成为当今社会测量工作中的不可或缺的一 个测量手段与工具。但同时 GPS 高程测量应用远没有 GPS 水平应用来的普及， 其最根本的原因就在于大地水准面及高程基准面等方面因素限制着 GPS 测高精 度，以使高程测量成果没有传统水准测量结果来的精确。但是不可否认的是由于 GPS 测量的便捷以及不损耗大量劳动力等优点使得 GPS 测高技术逐渐取代传统 水准测量技术的趋势成为事实。由此，国内外研究者们都把注意力投向如何解决 GPS 高程测量的不便处，深入研究高程拟合方法，使得 GPS 高程测量结果能实 际运用到工程测量中。当然，在实际应用时，首要解决高程异常问题，使得正常 高代替大地高进行使用，这就要进行高程转换。目前，GPS 水准高程[5]是 GPS 测量高程方法中最常用的方法，GPS 水准测量方法中又包含多种方法，如图 1-1。

图 1-1 GPS 水准测量方法

下面对主要高程拟合方法原理进行介绍，如表 1-1 首先详细介绍几何高程拟合方 法原理[6-8]。

表 1-1 几何高程拟合方法

拟合方法 原理

选定某个测量区域，用 GPS 测量 m 个点，再联测 n 个 训练点的正常高(训练点为几何水准联测点),由 GPS 观测所 得 H 大减去 H 正，求出 n 个已知点的高程异常值。然后在图纸

绘等值线图法

解析内插法

曲面拟合法

上绘出高程异常值，再对未联测的点(m-n)的进行插值计算， 可求出其高程异常，最后得到正常高。

GPS 布设成测线的时候，采用数值拟合的方法将测线上 已知点的坐标与高程异常将似大地水准曲面拟合出。再对出 未联测点进行插值处理，得到高程异常。从而算出正常高

将 GPS 点布设在一定区域面上，依照测量区域已知点的 平面坐标和高程异常值似大地水准面拟合出来，这里我们一 般采用数学曲面拟合法，以求出未联测点的正常高。

在用拟合法进行 GPS 转换时，国内外研究者们都发现在实际操作中仍然存 在许多问题，为了解决这些问题，提高拟合精度，提出了了几点方法：①在测区 合理地布设足够多的已知点。②测区不同，拟合模型也就不一定相同，要选择适 合的模型。如果测量区域的高差大于 10cm，选择模型之前需要先进行地形改正。