在全球定位系统（GPS）定位技术中，由于其测量定位技术的物理机制，其平面位置的精度可以达到很高的水准，而其高程精度是平面精度的2倍。尤其是在WGS84坐标系向1954年北京坐标系（1980年西安坐标系），1956年黄海高程系（或1985年黄海高程系）的转换过程中，由于WGS84的大地高仅有几何意义而无物理内涵，而黄海高程系统的正常高既有几何意义，又有地球内部质量密度分布不均匀这样一个物理现象。因此，目前此种转换是国际国内测绘学界积极探索的热门课题之一。利用GPS水准测高已经广泛的应用于工程实践中．主要是通过GPS水准拟合所测区域的高程异常分布，将GPS所测点的大地高转化为正常高．由GPS得到的正常高，其精确度主要取决于GPS水准的高程异常拟合模型的正确性。由于目前对GPS水准拟合模型的研究不够深入，缺乏多种数学模型的对比研究及精度评定分析。本文根据参考文献的模型误差相关理论，推导了基于模型误差的函数模型优选准则。本文提出在函数拟合模型优选之前运用抗差拟合推估法，初步判断出含有粗差的数据点，筛选出优化的拟合点，使拟合结果免遭粗差点的污染，从而使拟合结果抗差化、精度更高。本文利用MATLAB语言对多项式拟合模型与多面函数拟合模型进行编程。通过算例对上述模型进行了基于拟合残差与基于均方误差的比较。只有当不同拟合函数的参数数目相同时，才能直接比较残差平方和的大小，否则应根据均方误差最小作为选取最优模型的标准。本文在拟合模型优化的基础上对模型误差进行补偿，介绍了两种模型误差的补偿方法，即附加模型误差参数的最小二乘平差法和以模型误差为随机参数的最小二乘配置法，使拟合模型更精确。GPS水准拟合模型的最优选择，拟合模型参数的确定以及模型误差的补偿将是提高GPS水准拟合精度的关键。