BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合高程在長線路工程中的應(yīng)用

柏 飛 劉萬林 洪卓眾

GPS測量在工程中的應(yīng)用越來越廣泛，由此獲得大地高在工程應(yīng)用中卻相對較少，在勘察設(shè)計(jì)中用的往往是正常高，而我們獲取正常高的主要手段是利用水準(zhǔn)儀來完成。水準(zhǔn)測量雖然簡單、有效、精度高，但是對于長距離線路工程來講，需要耗費(fèi)大量人力物力，并且外業(yè)工作進(jìn)展比較緩慢，人為誤差也在所難免。GPS觀測高程是大地高，而生產(chǎn)中應(yīng)用的往往是正常高，為了有效利用GPS觀測成果，我們需要研究如何把大地高轉(zhuǎn)換為正常高，這也是現(xiàn)代工程建設(shè)迫切需要解決的問題。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種有效的算法，此算法可以解決許多問題。如此采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來擬合長線路水準(zhǔn)面模型是本文研究重點(diǎn)。

1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)介紹

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由輸入層、隱含層、輸出層三部分組成，見圖1。

基于BP算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過多個(gè)具有簡單處理功能的神經(jīng)元的復(fù)合作用，使網(wǎng)絡(luò)具有非線性映射能力，這種網(wǎng)絡(luò)具有反饋性和學(xué)習(xí)功能。基于BP算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在理論上具有的完善性和廣泛的實(shí)用性，決定了它在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的重要地位，也表現(xiàn)出它與線性函數(shù)模型相比有自己的優(yōu)勢，能更好地?cái)M合線路模型。

2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算例分析

該算例是北方某地區(qū)的長線路GPS水準(zhǔn)，地形起伏不大。

在matlab程序環(huán)境下運(yùn)行計(jì)算，該算例中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)為:

1)輸入層元素個(gè)數(shù)為3，為點(diǎn)位坐標(biāo)(x，y)及高程異常值ζ。

2)隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)取20(根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)測，統(tǒng)計(jì)得出)。

3)把輸出層的擬合高程異常值作為唯一元素。……