1-1 研究動機與目的
全球定位系統（Global Positioning System, GPS）在近十年來於世 界各地廣泛地使用著，由於GPS的作業快速、方便且高精度，因此GPS 定位技術已普遍應用於工程測量、地籍測量、汽車導航、地殼監測以 及地體動力學等領域，為了達到高精度、高準確度的定位成果，確保 測量定位品質，並符合ISO品保要求，其校正追溯性已漸受各界重視
【1】【2】。
除此以外，GPS不僅可得到平面座標，同時還有垂直座標，因此 亦經常應用在垂直系統之監測與測量，如垂直基準之測量與補強、驗 潮站之監測、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，原因可能是對流層折射效應不易改 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【3】【4】。
國家度量衡標準實驗室已完成建置GPS定位校正網，應用高準確 度校正網並追溯至國際IGS固定站ITRF坐標系，依校正程序對GPS接 收儀進行評估應是有效方法之一。除了利用坐標比對進行追溯之外，
以頻率傳遞的GPS追溯鏈也是可行的方法【5】。
由於全球定位系統( Global Positioning System，GPS )自一九七八 年發射第一顆試驗衛星以來，歷經二十餘年的研究，無論在硬體或軟 體方面皆有長足的進步。而在進行GPS觀測的過程中所得到的觀測數 據，會因為某些原因而導致品質不符合需求。這些誤差在經過許多學 者的多年研究下，已可經由數學模式使其影響降至最低【6】。不過 對於定位精度與觀測資料品質之間關聯性的研究，却較少有聽聞。
所以本研究採用了五項GPS觀測資料品質指標，分別是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）【7】，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量測之精度及 可靠度。
1-2 研究方法
在本研究中，為了要探討GPS觀測資料品質與基線解算精度之相 關性，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，總共測試了5種廠牌6種型號的儀器：AOA BenchMark（為工研院 衛星追蹤站），Leica SR9500（國防科技大學的儀器），Leica SR530，
Javad Odyssey，NovAtel 502（以上三台為內政部土地測量局的儀 器），Ashtech Z-Surveyor（工研院的儀器）。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，針對不同儀器的特性分析 其短、中、長距離基線定位之精度，進而測試觀測資料品質與定位精 度之相關性。
本研究的外業於2004年1月5日至2004年1月8日間進行，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72小時；在 內業計算上，以4小時（符合內政部一等GPS衛星點測量規範）為一 時段，劃分為18個區段，再以UNAVCO所研發的Teqc軟體【8】來進 行MP1、MP2及o/slps這三項指標的資料解算，以瑞士伯恩大學所研 發的Bernese 4.2軟體【9】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。
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 上述三站坐標作為主站，分別對各種廠牌型號儀器進行短距離(25 km，對TWTF站)、中距離（150 km，對北港站）、長距離（2000 km，
對USUD站）的基線解算，用以評估各型儀器不同基線距離的定位精 度。追蹤站位置與實研場地分布如下圖1-1及1-2，圖中TNML代表新 竹實驗場所在地。
圖1-1 TWTF及PKGM追蹤站分布圖
圖1-2 USUD追蹤站分布圖
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4小時為一時 段，進行上述5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4小時為一單 位，約制上述三站進行短、中、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：利用第一部分所得的五項指標來分析第二、三部分所解算 的成果，來分析GPS觀測資料品質與基線解算精度之相關 性。
1-3 研究內容
本文之基本架構共分為五章，各章節的研究內容依序簡要概述如 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