[发明专利]一种高程异常内插推估方法

说明书

本发明提供一种高程异常内插推估方法，包括：以离散高程异常待定点为中心，在似大地水准面格网数值模型中选取与该点的大地经度差和大地纬度差分别小于预定数目格网间距的格网结点的大地坐标和高程异常；将选取的拟合控制点和高程异常待定点的大地坐标进行高斯投影，获得点位的投影平面坐标；根据拟合控制点的投影平面坐标计算拟合区域的高程异常二次多项式拟合参数；根据区域拟合参数和高程异常待定点的平面坐标计算该点的高程异常。本发明顾及了似大地水准面的局部特征。并且插值精度高。此外，本发明选用二次多项式拟合法进行拟合，计算方法简洁，有利于程序实现。

技术领域

本发明涉及工程应用技术领域，尤其涉及一种在似大地水准面格网数值模型中的高程异常内插推估方法。

背景技术

在工程应用中，我国法定高程系统为正常高系统，正常高是以似大地水准面为基准定义的高程系统。而工程应用中，GPS(GPS,Global Positioning System)技术获得的高程信息是椭球面的大地高，因此，需要将椭球面的大地高转换为正常高才能直接应用于工程建设。高精度、高分辨率的似大地水准面数值模型，给出区域等经纬度格网的高程异常值，使用时需要对高程异常待定点进行高程异常内插计算，似大地水准面格网插值就是基于邻近高程异常点之间存在相关性，由邻近点的高程异常内插出待定点的高程异常，如果GPS大地高测定的精度是一定的，GPS高程转换的关键是高程异常内插的精度。如何选取有效的方法，在高程异常内插计算过程中尽量少损失精度是提高GPS高程转换精度的关键。

似大地水准面是一个连续的、光滑的、不规则的曲面，高程异常内插推估的方法很多，工程应用中常用的有反距离加权插值法、线性插值法、二次曲面拟合法和人工神经网络方法等。反距离加权插值的缺点是插值是在单个格网，曲面会发生变形，曲面是断开的，不连续、不光滑，这种差值方法不能顾及趋势性的影响；线性插值法的缺点插值计算是在单个格网中进行中，插值结果不是光滑的曲面，而是扭面，格网边缘存在明显的分割线，类似于折痕，而在结点处形成尖点，导致曲面不光滑；二次曲面拟合法是一种较常用的高程异常插值方法，但是似大地水准面格网数值模型一般是等经纬度的格网，在地球表面，相同的经度差在不同的纬度上距离并不相等，给插值计算带来一定的误差。人工神经网络方法理论研究较多，但缺点是计算复杂，编程实现困难，不利于实际应用。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种在似大地水准面格网数值模型中的高程异常内插推估方法。

一种高程异常内插推估方法，包括以下步骤：

(1)拟合控制点的选取，以离散高程异常待定点为中心，在似大地水准面格网数值模型中选取与该点的大地经度差和大地纬度差分别小于预定数目格网间距的格网结点的大地坐标和高程异常；

所述预定数目格网间距的格网结点以两个格网间距为条件选取获得；

(2)点位投影，将选取的拟合控制点和高程异常待定点的大地坐标进行高斯投影，获得点位的投影平面坐标；

(3)计算拟合参数，根据拟合控制点的投影平面坐标计算拟合区域的高程异常二次多项式拟合参数；

(4)计算待定点的高程异常，根据区域拟合参数和高程异常待定点的平面坐标计算该点的高程异常。

进一步地，如上所述的高程异常内插推估方法，所述步骤(1)包括：

设定离散高程异常待定点D的大地坐标为(B_D,L_D)，选取的拟合控制点大地坐标为(B_i,L_i)，似大地水准面数值模型经、纬度格网间距为Δβ，则点位选取依据如下算法：

按照以上拟合控制点选取原则，在似大地水准面格网中取出16个格网节点高程异常作为拟合控制点。