第五章 變分方程式之處理
6.1 動態估計
6.1.4 研究成果與分析
6.1.4.1 內在精度檢核
表 6-3 表示使用 GPS 預估星曆估計 100 分鐘短弧軌道之重疊軌 道於徑向、沿軌道方向與橫向三分量之 RMS 值與 3D RMS 值,表 6-4 則為使用 GPS 精密星曆,除了日期不同以及觀測資料中斷無法形成 重疊軌道之外,其餘所有軌道弧段均與相鄰時段軌道重疊,三天 100 分鐘短弧軌道共有 26 組重疊軌道。表 6-3 中有三組資料之 3D RMS 值高達±60 公分以上(Arc1-11/1-12 與 Arc1-14/1-15)甚至到達±1 公 尺(Arc1-16/1-17),明顯大於其餘各組。全部資料於徑向、沿軌道向 與橫向之 RMS 值分別為±32、±21 與±13 公分,3D RMS 值則為±40
公分。當改使用 GPS 精密星曆後,即表 6-4 所示,表 6-3 中 RMS 值 超過±60 公分之三組 RMS 值已明顯改善,其中以 Arc1-16/1-17 該組 精度提升 3 倍之多最為顯著。探究發生此一現象之原因,在於預估星 曆中經常發生部分衛星軌道資訊遺漏的情形,此一疏漏將對低軌衛星 軌道估計造成影響,當改使用資料頗齊全之精密星曆後可顯見其改善 成效。使用精密星曆後,全部資料於徑向、沿軌道向與橫向之 RMS 值分別為±19、±17 與±13 公分,3D RMS 值則為±28 公分。很明顯地,
在徑向與沿軌道方向顯示出明顯地改善特別是於徑向方向,橫向方向 則顯示較為一致的精度。
表 6-5 與表 6-6 則分別表示使用 GPS 預估星曆和精密星曆估計 240 分鐘短弧重疊軌道於徑向、沿軌道方向與橫向三分量之 RMS 值 與 3D RMS 值,由於軌道重疊時間較長,因此重疊軌道部分受資料中 斷影響頗大,故三天 240 分鐘短弧軌道之重疊軌道部分僅有 8 組。由 於表 6-6 所表示的是使用 GPS 預估星曆估計時間段較長之 240 分鐘 短弧軌道,因此並未出現如同表 6-3 般部分弧段之 RMS 值高於±60 公分,且全部資料於徑向、沿軌道方向和橫向方向之 RMS 值分別為
±20、±18 與±15 公分,3D RMS 值則為±32 公分。當改使用 GPS 精密 星曆後,如表 6-7 所示,全部資料於三分量之 RMS 值各為±12、±10 與±16 公分,3D RMS 值則為±23 公分。其三分量 RMS 值改善情形與 100 分鐘短弧軌道重疊部分表現一致,即徑向與沿軌道方向較為顯 著,且無論估計 240 分鐘或 100 分鐘短弧重疊軌道,使用精密星曆後 可提升使用預估星曆之 3D RMS 值均約為 30%,可見使用精密星曆 相對於使用預估星曆對重疊軌道之改善並不會因軌道弧段之長短而 有所不同。若同為使用 GPS 預估星曆或精密星曆,則 240 分鐘短弧 軌道重疊部分之 3D RMS 值均略優於 100 分鐘短弧軌道重疊部分 20%
左右。
表 6-3 100 分鐘軌道弧段重疊軌道比較表(使用 GPS 預估星曆)
Arc No.
徑向差值之 RMS 值
(±cm)
沿軌道向差值 之 RMS 值
(±cm)
橫向差值之 RMS 值
(±cm)
3D RMS 值( cm)± 1-1/1-2 20 21 31 43
1-2/1-3 45 14 6 47
1-3/1-4 47 19 11 52 1-4/1-5 46 16 13 51 1-5/c1-6 16 8 10 21
1-7/1-8 3 2 9 10
1-9/1-10 19 4 3 20
1-10/1-11 19 12 4 23 1-11/1-12* 22 60 3 64 1-12/1-13 20 27 13 36 1-13/1-14 10 5 16 20 1-14/1-15* 58 26 6 64 1-15/1-16 22 31 10 40 1-16/1-17* 100 37 13 107 1-18/1-19 44 16 17 50 1-19/1-20 6 2 21 22 1-20/1-21 6 20 2 22 1-22/1-23 10 4 15 19
1-23/1-24 5 3 7 9
1-24/1-25 10 13 3 17 1-25/1-26 32 24 14 43 1-27/1-28 19 11 12 25 1-28/1-29 12 11 4 17 1-29/1-30 21 4 9 23 1-32/1-33 45 18 8 49 1-33/1-34 26 41 22 54
全部資料 32 21 13 40
表 6-4 100 分鐘軌道弧段重疊軌道比較表(使用 GPS 精密星曆)
Arc No. 徑向差值之 RMS 值(±cm)
沿軌道向差值 之 RMS 值
(±cm)
橫向差值之 RMS 值(±cm)
3D RMS 值( cm)±
1-1/1-2 22 16 29 40
1-2/1-3 29 11 6 31
1-3/1-4 31 13 21 40
1-4/1-5 28 17 21 39
1-5/c1-6 30 22 8 39
1-7/1-8 26 8 22 35
1-9/1-10 22 9 6 25
1-10/1-11 17 19 7 27 1-11/1-12 15 46 5 49
1-12/1-13 19 6 3 20
1-13/1-14 7 21 17 28 1-14/1-15 29 10 14 34 1-15/1-16 13 40 2 42 1-16/1-17 18 10 28 35
1-18/1-19 8 1 5 10
1-19/1-20 6 4 15 17
1-20/1-21 19 23 11 32
1-22/1-23 3 5 7 9
1-23/1-24 3 4 6 8
1-24/1-25 14 9 1 17
1-25/1-26 23 16 14 32
1-27/1-28 9 7 8 14
1-28/1-29 5 14 15 21 1-29/1-30 15 17 4 24 1-32/1-33 22 17 1 28 1-33/1-34 22 44 7 50
全部資料 19 17 13 28
表 6-5 240 分鐘軌道弧段重疊軌道比較表(使用 GPS 預估星曆)
Arc No. 徑向差值之 RMS 值( cm)±
沿軌道向差值 之 RMS 值
(±cm)
橫向差值之 RMS 值(±cm)
3D RMS 值( cm)± 2-1/2-2 30 16 15 38 2-2/2-3 17 20 22 34 2-4/2-5 13 14 26 33 2-6/2-7 16 18 10 28
2-7/2-8 27 25 4 37
2-8/2-9 8 9 13 18
2-10/2-11 31 27 15 43 2-12/2-13 5 6 11 13
全部資料 20 18 15 32
表 6-6 240 分鐘軌道弧段重疊軌道比較表(使用 GPS 精密星曆)
Arc No. 徑向差值之 RMS 值( cm)±
沿軌道向差值 之 RMS 值
(±cm)
橫向差值之 RMS 值(±cm)
3D RMS 值( cm)±
2-1/2-2 26 7 20 34
2-2/2-3 8 16 12 22
2-4/2-5 6 8 32 33
2-6/2-7 16 16 3 23
2-7/2-8 6 6 9 13
2-8/2-9 2 6 2 7
2-10/2-11 9 10 18 22
2-12/2-13 5 6 9 12
全部資料 12 10 16 23