公尺 dip,Φ,di P,p 衛星震盪器遲滯量
p
Nk 整數週波未定值
ε
k ip, ,Φ,ε
k i Pp, , 觀測之雜訊，單位為公尺PPP 主要重點在於資料後處理的方法，即『誤差模式化』。如圖 3-1，將原始觀測 檔（RINEX）進行觀測量品質篩選，然後使用 JPL 或 IGS（International GNSS Service）
等國際組織所提供的精密星曆資料（衛星軌道、時鐘誤差改正參數），以電碼及載波兩 種觀測量組成電離層誤差線性方程式，及其他誤差模式（如地潮、海潮、大氣改正）
降低各誤差項的影響（Leick, 2004；Zumberge et al., 1997；Witchayangkoon, 2000），最 後進行最小二乘估計將粗差剔除，獲得測站坐標、接收儀鐘差、天頂向對流層延遲量、
精度指標等未知數。
圖3-1、PPP 之實踐流程（Zhang, 2005）
3-2 CSRS-PPP 線上計算服務
近年來國際上許多政府部門及研究單位發展出網際 GPS 自動化算服務系統，例如 SOPAC（Scripps Orbit and Permanent Array Center）的「SCOUT」、NASA（National Aeronautics and Space Administration）的「Auto-Gipsy」（Zumberge, 1999；Ghoddousi, 2006；劉俊宏，2000）。使用者透過超文本傳輸協議（HTTP）或文件傳輸協議（FTP）
將觀測資料檔上傳至計算系統，系統立即以自動化方式進行解算，並以電子郵件通知 使用者成果放置位置（連結網址）；這些 GPS 線上計算服務省去使用者在內業後處理 軟體的熟悉、操作時間。
「CSRS Online Geodetic Tools」為 NRC 建置之 GPS 線上計算服務系統，其使用 介面如圖 3-2，主要提供有關大地測量之精密資料下載及線上坐標計算的服務，計算 項目包含大地坐標轉換、高程基準轉換、二測點之距離及方位角計算、精密單點定位 解算、『GPS Calendar』查詢等（NRC, 2004a）。
圖3-2、CSRS 線上服務系統介面
CSRS（Canadian Spatial Reference System）除提供精密星曆等資料下載外，使用 者可透過電子帳號及密碼登入，使用CSRS 之線上計算服務；此系統之帳號註冊與線 上計算皆毋須繳交任何費用（Waypoint Products Group, 2006）。帳號註冊流程如圖3-3，
註冊內容包含使用者的姓名、電子信箱、密碼、國家、城市、所屬單位、地址、電話 等。在註冊過程中，CSRS 提出若干法律遵守條款，重點整理如下（NRC, 2008）：
(1) 軟體使用或計算成果不得轉售或作為其他商業行為 (2) CSRS 對計算成果不給予認證及責任擔保
圖3-3、CSRS 線上計算服務註冊流程
CSRS-PPP 為線上精密單點定位資料後處理計算工具，主要目的為簡化繁雜的計 算流程（NRC, 2008a），使用介面如圖 3-4。使用者僅需透過網際網路上傳觀測檔案並 設定兩項參數，即可開始線上計算。該計算系統分為靜態（static）及動態（kinematic）
二種解算模式，計算後的點位坐標系統又可分為 NAD83（North American Datum of 1983）及 ITRF 二種坐標成果（Nylen et al., 2007；Ferland, 2005）；操作流程如圖 3-5。
圖 3-4、CSRS-PPP 使用介面 圖 3-5、CSRS-PPP 使用流程
CSRS-PPP 除了對觀測檔必須為 RINEX 格式規定外，對檔案上傳大小亦作限制（規 定內容如表3-2）。CSRS-PPP 允許使用者上傳原始觀測檔（.O 檔），亦接受 gzip(.gz)、
zip(.z)、unix compression(.Z)三種壓縮檔格式（NRC, 2004）。檔案大小、格式檢查無誤 後，即可開始進行解算。
表3-2、觀測檔大小之適用性
項目 說明
最小觀測時間段
無觀測時間段最少限制；惟觀測資料過少 仍將影響解算精度及正確性
最大觀測時間段 可解算連續6 天的觀測檔資料，但檔案大小限制為 100Mb
當系統完成解算後，以電子郵件通知使用者計算成果的下載網址。計算成果共分 成「成果概述檔（.sum）」、「完整成果檔（.pos）」及「圖像成果檔（.pdf）」三個檔案。
成果概述檔案內容主要分為三個部份，詳細內容如表 3-3。完整成果檔則含有每筆觀 測資料（epoch-by-epoch）的屬性資料、參數改正值、對流層改正值、坐標較差值及坐 標估值等，如站名、觀測時間、GDOP 值、衛星誤差改正值、對流層改正值、坐標估 值（經緯度、橢球高）等。在CSRS-PPP 靜態解算模式中，最終可獲得測站的單一坐 標估值，動態解算模式則獲得每筆觀測量的坐標估值；動態解算模式之觀測量解算方 式分為兩種，分別為：
(1)『Forward』：將觀測資料隨時間序列向前計算 (2)『Backward』：將觀測資料隨時間序列向後計算
除前述各參數估值計算成果外，CSRS-PPP 亦產生隨時間序列之圖像成果，坐標
（經緯度及橢球高值）較差值、坐標中誤差、天頂向對流層延遲誤差、測站時鐘誤差
（station clock offset）、電碼（pseudo range）及載波（carrier phase）觀測量殘差、週 波未定值（ambiguity）圖像成果；如圖 3-6、圖 3-7 分別為坐標（緯度）中誤差分佈圖 及對流層天頂向延遲分佈圖。
表3-3、成果概述檔資訊
項目 內函資訊
詮釋資料 輸出及內部使用資料名稱。例如觀測檔名稱、衛星軌
道、衛星時鐘星曆使用名稱。
參數改正資料
包 含 週 波 脫 落 收 斂 值 、 衛 星 天 線 相 位 中 心 偏 移 量
（offset）、接收儀天線相位中心偏移量、地面氣象資 訊、坐標轉換參數、海潮改正值。
坐標計算資料
含有資料處理資訊（解算模式、觀測量處理類型、參考 框架、坐標系統、衛星截角（Cutoff angle）、測站名稱、
觀測時間段、觀測量間隔、觀測量筆數等）、坐標估計 參數（卡氏坐標、經緯度坐標、橢球高、與初始值的差 異量、坐標中誤差）、衛星殘差資訊。
圖3-6、坐標（緯度）中誤差分佈圖
圖3-7、對流層天頂向延遲分佈圖
3-3 CSRS-PPP 與 NLSC 精密坐標之比較
本研究使用網路自動化算服務系統 CSRS-PPP 兩種計算模式（靜態、動態），將 2005 年 6 月 1 日 12 個 e-GPS 衛星基準站及 2005、2006、2007 各年 6 月 1 日至 6 月 7 日3 個 e-GPS 基準站之全天（24 小時）靜態觀測資料進行線上解算，獲得各日測站坐 標，並將計算成果轉換至台灣橫麥卡托二度分帶坐標系統上，計算各年坐標平均值及 均值中誤差，以「空間」與「時間」兩種方式，比較CSRS-PPP 與 NLSC 網形平差計 算成果之差異。計算流程如圖 3-8，分析內容包含坐標較差值、較差絕對值範圍、較 差平均值及中誤差。
觀測資料檔
靜態解算模式 (產生測站坐標值)
動態解算模式 (產生時間序列之坐標)
計算觀測時刻 坐標平均值 CSRS-PPP
坐標轉換計算
(大地坐標轉換為2°TM坐標)
進行較差計算
(較差值=NLSC估計坐標－CSRS-PPP計算坐標)
NLSC坐標成果
圖3-8、坐標較差流程
3-3-1 不同空間位置
本研究以相同時間段（2005/06/01）作為基礎，將 CAOT（南投草屯）、DOSH（台 中東勢）、FLNM（花蓮鳳林）、FUSN（桃園復興）、GOLI（台北貢寮）、JUNA（苗栗 竹南）、SHJU（新竹南寮）、SHMN（台北石門）、SINY（南投信義）、TACH（台中港 站）、VR01（彰化和美）、VR02（彰化二林）共 12 個 e-GPS 基準站全天靜態觀測資料
（觀測資料間隔皆為一秒ㄧ筆，全天為86400 筆）分別進行 CSRS-PPP 靜態及動態模 式解算。
因CSRS-PPP 動態解算成果為每一筆觀測資料皆產生坐標估值，無法與靜態解算 成果直接比較（靜態解算模式可獲得測站的單一坐標估值），故處理策略為『將全部 坐標估值加總除以觀測量解算筆數（n）』（3-2 式），所得坐標平均值作為動態解算 成果之測站單一估值；由完整成果檔（.pos）整理出各站之動態解算筆數列於表 3-4。
1 n
( )
i
crd i n
∑
=（3-2）
表3-4、2005/06/01 12 個 e-GPS 基準站之動態解算筆數
測站名稱 解算筆數 測站名稱 解算筆數
CAOT 86400 SHJU 86400 DOSH 86400 SHMN 86384 FLNM 86185 SINY 86399 FUSN 86394 TACH 86369 GOLI 86400 VR01 86400 JUNA 86392 VR02 86400
CSRS-PPP 產生的坐標估值分別有 ITRF 卡氏坐標（X, Y, Z）與 GRS80（Geodetic Reference System 1980）之經緯度、橢球高值。本研究以 PROJ.4 軟體（USGS, 2000）
將CSRS-PPP 經緯度數據與 NLSC 成果轉換至台灣本島使用之二度分帶橫麥卡托坐標 系統上（2°TM）；各站之 N、E 坐標及橢球高數據列於附錄七與附錄八，並作『較差 值＝（NLSC 估計坐標－CSRS-PPP 計算坐標）』計算；各站之較差成果如附錄九。圖 3-9、圖 3-10 分別為靜態、動態計算之空間面較差分布圖。
CAOT DOSH FLNM FUSN GOLI JUNA SHJU SHMN SINY TACH VR01 VR02 (站名) (m)
CAOT DOSH FLNM FUSN GOLI JUNA SHJU SHMN SINY TACH VR01 VR02 (站名) (m)
△N
△E
△h
圖3-10、2005/06/01 12 個 e-GPS 基準站之較差分佈圖（動態解算模式）
由附錄九可整理出靜態、動態解算成果在 N、E、h 方向上之絕對值較差範圍（表 3-5），及計算12 個 e-GPS 站之較差平均值、較差殘差值（附錄十）及較差均值中誤差
（表3-6）；較差絕對值範圍、較差平均值及其中誤差之值域取四捨五入至小數第三位。
表3-5、空間面分析之較差絕對範圍（公尺）
解算模式 N E h
靜態 0.139~0.145 0.304~0.316 0.004~0.031 動態 0.122~0.158 0.313~0.340 0.010~0.067
表3-6、空間面分析之較差平均值及中誤差（公尺）
解算模式 N E h
靜態 0.142±0.0004 -0.313±0.001 0.019±0.004 動態 0.141±0.003 -0.327±0.005 0.027±0.007
3-3-2 時間序列
本研究以 2005、2006、2007 三年時間序列段（各年 6 月 1 日至 6 月 7 日）作為基 礎，將JUNA（苗栗竹南）、FUSN（桃園復興）、GOLI（台北貢寮）共 3 個 e-GPS 基 準站全天靜態觀測資料（觀測資料間隔皆為一秒ㄧ筆，全天為86400 筆）進行 CSRS-PPP 靜態及動態精密單點定位解算。
如 3-3-1 所述，因 CSRS-PPP 動態解算模式產生每筆觀測資料坐標估值，無法與 靜態解算成果直接比對，故以 3-2 式計算坐標平均值作為動態解算成果之測站單一估 值；三站之動態解算筆數列於附錄十一。
同理，將二計算成果進行坐標轉換與較差計算。較差成果如附錄十二、附錄十三、
附錄十四。圖3-11~圖 3-16 為三站之時間序列較差分布圖。
JUNA站 較 差 分 布 (靜 態 解 算 模 式 )
FUSN站 較 差 分 布 (靜 態 解 算 模 式 )
GOLI站 較 差 分 布 (靜 態 解 算 模 式 )
由附錄十二~附錄十四整理出三站在 N、E、h 方向上之絕對值較差範圍（表 3-7），
並計算較差平均值、較差殘差值及較差均值中誤差，如表 3-8；其中值域取四捨五入 至小數第三位。
表3-7、時間序列分析之較差絕對範圍(公尺)
測站 解算模式 N E h
靜態 0.111~0.146 0.302~0.398 0.0004~0.055 JUNA
動態 0.096~0.161 0.312~0.426 0.00003~0.077 靜態 0.115~0.152 0.300~0.403 0.0005~0.033 FUSN
動態 0.095~0.151 0.313~0.441 0.002~0.048 靜態 0.117~0.151 0.307~0.411 0.001~0.052 GOLI
動態 0.102~0.188 0.325~0.433 0.001~0.108
表3-8、時間序列分析之較差平均值及中誤差(公尺)
測站 解算模式 N E h
靜態 0.129±0.002 -0.346±0.008 0.008±0.005 JUNA
動態 0.136±0.004 -0.369±0.007 -0.006±0.007 靜態 0.134±0.003 -0.354±0.007 0.003±0.005 FUSN
動態 0.129±0.003 -0.369±0.008 -0.0003±0.005 靜態 0.134±0.003 -0.354±0.008 -0.001±0.005 GOLI
動態 0.133±0.004 -0.363±0.007 -0.008±0.008
3-4 成果討論與分析
本章以 CSRS-PPP 線上精密單點定位計算系統解算台灣 e-GPS 衛星基準站全天觀 測資料，分別以「空間分佈」與「時間序列」方式評估CSRS-PPP 精密單點定位與 NLSC 網形平差成果之差異。
空間分佈之較差成果中，靜態及動態解算模式在（N、E、h）方向之較差幅度（最 大值－最小值）分別為（0.006 m、0.008 m、0.027 m）及（0.036 m、0.027 m、0.057 m），
就離散度而言，靜態解算模式之精密度較動態解算模式高。由圖3-9、圖 3-10 成果顯 示，CSRS-PPP 與 NLSC 成果間存在系統性偏差，在 N、E、h 方向上的差異量為 0.142±0.0004 m、-0.313±0.001 m、0.019±0.004 m，且平面坐標之較差分佈較為一致。
時間序列之靜態解算成果中，JUNA、FUSN、GOLI 站在（N、E、h）方向之較 差幅度分別為（0.035 m、0.096 m、0.055 m）、（0.037 m、0.103 m、0.033 m），（0.034 m、
0.104 m、0.051 m），而動態解算成果之較差幅度為（0.065 m、0.114 m、0.077 m）、（0.056 m、0.128 m、0.046 m）、（0.086 m、0.108 m、0.107 m）；靜態解算在三方向之較差幅
0.104 m、0.051 m），而動態解算成果之較差幅度為（0.065 m、0.114 m、0.077 m）、（0.056 m、0.128 m、0.046 m）、（0.086 m、0.108 m、0.107 m）；靜態解算在三方向之較差幅