1-1 研究動機與目的
由於全球定位系統(Global Positioning System，GPS)的作業快速、
方便且高精度，在近十年來已廣泛的應用於各種不同的領域，如地殼 變形、斷層等方面之偵測以及國家級各級控制點之測設、地區控制點 之測設及各種大型土木建築工程和地殼變動之監測等大地測量與工 程測量方面。【ISO,1995】
除此以外，GPS得到平面座標，同時還有垂直座標，因此應用在垂 直系統之監測與測量，如垂直基準之測量與補強、大地起伏差之測 量、垂直變形之監測等；但GPS高程精度相較於水平精度約略遜2~3 倍，原因是對流層效應不易改正、多路徑效應的影響、接收儀內部時 鐘的誤差以及載波週波脫落現象所致【Leick,1995】。
所以不論是用於定位或是變形測量上，最強調的便是高精度，由於
GPS 帶來的便利，內政部於82 及83 年分別於陽明山、墾丁、鳳林、
金門、北港、太麻里、馬祖、東沙設置八個衛星固定站，由於固定站 為全天二十四小時連續不斷接收衛星資訊，經由國際固定站連測可解 八個固定站的絕對坐標，並做為各等級衛星控制點施測依據。又因為 固定站二十四小時連續觀測，對於GPS 衛星定位測量之使用單位，
如同增加八部的接收儀同時觀測，不但協助作業單位提升精度，也可
以減少接收儀數目及經費。有鑑於固定站的多種功能下，政府各級單 位即積極的架設固定站，但因缺乏統一的機制與管理單位，以致於資 料格式混亂不堪，使用者在使用收集來的固定站資料時有所顧忌，所 以本研究即擬定一套有效辦法來幫助使用者，確定各個固定站資料的 可信度，增加使用者的參考點位。
所以本研究採用了六項GPS觀測資料品質指標，分別是觀測資料數 量、L1載波的多路徑效應（MP1）、L2載波的多路徑效應（MP2）、
『觀測資料的筆數』除以『週波脫落的數目』（o/slps）、接收器內 部時鐘與GPS時鐘的平均偏差量（Offset for Reference Epoch，tp）以 及接收儀內部時鐘的穩定度（fp）【葉大綱，李瓊武，2002】，來分 析GPS觀測資料品質與基線解算精度之相關性，期望能提供未來的使 用者在選用GPS量測設備之參考，並期望能透過GPS觀測資料的品質 監控，進而提昇GPS量測之精度。
1-2 研究方法
在本研究中，為了要探討GPS固定站觀測資料品質與基線解算精 度之相關性，而全省固定站設置的地點多樣化，所以環境因素難以控 制，所以吾人在工業技術研究院量測技術發展中心的GPS校正場進行 試驗，將常用的GPS固定站的接收儀做統一測試，而接受測試的接收 儀為AOA BenchMark、ASHTECH Z-XII3、LEICA RS500、TRIMBLE 5700、TRIMBLE 4000SSE等廠牌儀器。因為接收地點都在國家GPS 校正場，所以各接收儀的所受到的對流層及電離層誤差效應可說是完 全相同，這樣可確保在相同的環境下，針對不同儀器特性對長、短基 線對於定位精度的影響，進而使用指標去驗證固定站的觀測資料，瞭 解固定站觀測資料的品質，可以提供選用固定站來做相對定位的參 考。
本研究的外業於2003年10月29日至2003年11月6間進行，取樣間 隔設定為30秒，衛星接收仰角為15度，接收時間為連續接收十天的觀 測 資 料 ， 再 收 集 2002年 4 月 20日 到 4月 25日 連 續 六 天 資 料 ， 使 用 UNAVCO所研發的Teqc軟體來進行觀測資料量、MP1、MP2及o/slps 這四項指標的資料解算【陳春盛，蔡豐吉，2002】，使用瑞士伯恩大 學所研發的Bernese 5.0軟體【Hugentobler，2004】來進行接收器內部 時鐘與GPS時鐘的平均偏差量及接收儀內部時鐘的穩定度解算。
採用了六項觀測資料品質指標，藉以探討各項指標與定位精度的 相關性及影響量。進而建立一套觀測資料品質監控系統，希望能夠藉 由此驗證流程，當儀器發生故障或追蹤站環境發生變化時，能早期發 現問題儘早處理異常狀況，藉以確保固定站觀測資料的品質。
透過網路下載IGS連續追蹤網中的日本USUD衛星追蹤站、台灣 TWTF衛星追蹤站以及內政部北港衛星追蹤站的GPS觀測資料，約制
上述二站坐標作為主站，分別對各種廠牌型號儀器進行短距離(25 km，對TWTF站)、長距離（2000 km，對USUD站）的基線解算，用 以評估固定站常用儀器對於不同基線距離的定位精度。
本論文在資料解算研究上，主要分下列四部分：
第一部分：各種廠牌型號接收儀將所接收到的資料以24小時為時段連 續接收十天，進行上述6項品質指標的解算。
第二部分：各種廠牌型號接收儀將所接收到的資料以24小時為單位，
約制TWTF與USUD上述兩站進行短、長距離的基線計 算，以求得基線的精度變化。
第三部分：將第二部分所求得的X、Y、Z坐標系統，轉換為台灣2度 分帶N、E、H坐標系統，以方便針對平面及高程方向的 精度做更進一步的探討。
第四部份：利用六項指標對於墾丁衛星追蹤站與一些特殊環境的觀測 資料與長、短基線解算來分析其相關性。
1-3 研究內容
本文之基本架構共分為五章，各章節的研究內容簡要概述如下：
第一章 前言：簡述本研究之主題、研究動機、研究方法及組織架構。
第二章 理論基礎：闡述GPS 相對定位理論及其相關誤差，並介紹