本文關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)在道路工程高程控制中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：道路控制測(cè)量能夠測(cè)定一系列控制點(diǎn)的平面位置和高程,在路線設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等各個(gè)階段發(fā)揮著非常重要的作用。隨著全球定位系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量的地位越來(lái)越重要,其精度高,速度快,操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),極大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,工作效率也隨之提高。盡管采用GPS技術(shù)獲得的平面坐標(biāo)精度高且滿足工程需要,但因?yàn)楦叱滔到y(tǒng)的不一致,導(dǎo)致GPS高程與工程實(shí)際中的高程存在高程異常,需要采用高程轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以使GPS技術(shù)提供的數(shù)據(jù)得以充分利用。本文主要研究GPS技術(shù)在道路工程測(cè)量中的應(yīng)用,其主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：(1)介紹GPS系統(tǒng)的工作原理以及GPS大地高、正常高和正高之間的關(guān)系,明確道路高程控制測(cè)量的實(shí)測(cè)方法、分布網(wǎng)布設(shè)及精度要求。(2)研究在道路工程中常用的GPS高程轉(zhuǎn)換模型,并針對(duì)工程中不同地區(qū)地形特點(diǎn)和高程異常復(fù)雜情況采用多種轉(zhuǎn)換模型(多項(xiàng)式曲線擬合法、多項(xiàng)式曲面擬合法、最小二乘配置法等)進(jìn)行模型分析和程序?qū)崿F(xiàn)。且結(jié)合X304(婁莊、淤溪段)公路項(xiàng)目和南京市政項(xiàng)目的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,評(píng)價(jià)幾種模型的擬合精度。最后根據(jù)不同地形的道路特點(diǎn)提出了具體的結(jié)論和建議。(3)提出了最小二乘支持向量機(jī)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組合模型。并對(duì)最小二乘支持向量機(jī)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、多項(xiàng)式曲面擬合法和組合模型的精度進(jìn)行了比較分析,結(jié)果表明,最小二乘支持向量機(jī)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組合模型在GPS擬合中能夠保持相對(duì)穩(wěn)定的擬合殘差。利用最小二乘支持向量機(jī)擬合的結(jié)果作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始權(quán)值,可以有效克服神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等一般機(jī)器學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的過(guò)學(xué)習(xí)和局部極值等問(wèn)題,較好地保持了兩種模型的各自優(yōu)點(diǎn),從而獲得較高的擬合精度。對(duì)于GPS高程擬合具有一定的研究意義。
【關(guān)鍵詞】：道路工程 GPS高程轉(zhuǎn)換 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 最小二乘支持向量機(jī) 組合模型
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P228.4;U412.24
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 引言8-9
• 1.2 GPS高程擬合的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本課題的研究意義10
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容10-12
• 2 GPS高程測(cè)量原理12-28
• 2.1 GPS系統(tǒng)的組成及其坐標(biāo)系統(tǒng)12-14
• 2.1.1 GPS系統(tǒng)的組成12-13
• 2.1.2 GPS坐標(biāo)系統(tǒng)13-14
• 2.2 GPS定位原理14-19
• 2.2.1 絕對(duì)定位測(cè)量原理14-17
• 2.2.2 相對(duì)定位測(cè)量原理17-19
• 2.3 道路高程控制測(cè)量19-27
• 2.3.1 高程系統(tǒng)基本知識(shí)19-21
• 2.3.2 道路高程控制測(cè)量的意義和現(xiàn)狀21-23
• 2.3.3 道路測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)23-26
• 2.3.4 道路高程控制測(cè)量的精度要求26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 GPS高程轉(zhuǎn)換模型理論基礎(chǔ)28-41
• 3.1 曲線擬合法28-33
• 3.1.1 最小二乘法基本原理28-30
• 3.1.2 多項(xiàng)式曲線擬合法30-32
• 3.1.3 正交函數(shù)曲線擬合法32-33
• 3.1.4 三次樣條曲線擬合法33
• 3.2 曲面擬合法33-36
• 3.2.1 多項(xiàng)式曲面擬合法34-35
• 3.2.2 平面曲面相關(guān)模型擬合法35-36
• 3.3 最小二乘配置法36-39
• 3.3.1 最小二乘配置法模型36-37
• 3.3.2 最小二乘配置法的GPS高程轉(zhuǎn)換37-39
• 3.3.3 協(xié)方差的選擇39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 4 道路工程中GPS高程擬合實(shí)例41-57
• 4.1 工程概況41-42
• 4.2 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)42
• 4.3 試驗(yàn)一：帶狀區(qū)域路面的擬合實(shí)例42-47
• 4.3.1 采用直線模型與二次曲線、三次曲線模型擬合結(jié)果比較44-45
• 4.3.2 控制點(diǎn)數(shù)量對(duì)模型擬合結(jié)果影響研究45-46
• 4.3.3 控制點(diǎn)點(diǎn)位分布對(duì)擬合結(jié)果的影響研究46-47
• 4.4 試驗(yàn)二：平坦區(qū)域路面的擬合實(shí)例47-51
• 4.5 試驗(yàn)三：丘陵地區(qū)路面的擬合實(shí)例51-56
• 4.5.1 二次曲面擬合的研究實(shí)例52-53
• 4.5.2 多項(xiàng)式曲面相關(guān)模型研究53-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 5 基于LS-SVM和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的GPS高程測(cè)量模型57-72
• 5.1 最小二乘支持向量機(jī)在GPS高程擬合的運(yùn)用57-63
• 5.1.1 支持向量機(jī)的原理57-61
• 5.1.2 最小二乘支持向量機(jī)的原理61-62
• 5.1.3 基于LS-SVM模型在高程擬合中的試驗(yàn)過(guò)程62-63
• 5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法63-65
• 5.3 LS-SVM和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型65-66
• 5.4 計(jì)算實(shí)例66-70
• 5.4.1 模型計(jì)算程序界面66-67
• 5.4.2 算例步驟67-70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 6 結(jié)論與展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 附錄78

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