4-1 Bernese 5.0 計算方法
本研究使用瑞士伯恩大學天文研究所（Institute of Astronomy, University of Bern）發 展之 Bernese 5.0 處理 GPS 觀測資料，使用美國 IGS（The International GNSS Service）
提供之精密星曆，以 PKGM 站為中心點組成放射狀基線網，固定 TNML 站坐標為相對 Orbit）及衛星時鐘資訊，再建立標準衛星軌道（Standard Orbits）。
(3) <CODSPP> 以 C/A 及 P 電碼觀測量進行單點定位，估算出接收儀時鐘改正並寫入 相位觀測量之中。
(4) <SNGDIF> 以 PKGM 為中心組成星狀基線網，產生相位一次差觀測量。
(5) <MAUPRP> 利用三次差觀測量偵測及補償週波脫落（Cycle Slip）。
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(6) <GPSEST> 以二次差觀測量進行殘差估計、求解週波未定值、估計各項相關參數、
以及求得最終坐標定位解。
最後再將解算得到 TWD97（X, Y, Z）地心坐標解，利用內政部提供之 MTWDCON 坐標轉檔程式轉成 TWD97（N, E, H）區域地帄坐標，將高程方向及水帄方向獨立分析 探討。
圖 4- 1、Bernese 5.0 軟體解算衛星資料流程
4-2 應用 ZWD 實測值於參數估計
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曾佩莉（2004）在解算可降水量時提到推演流程，利用 Huan 模式（WVR 觀測）推 估得到的 ZWD，加上 Saastamoinen 數學模式估計 ZHD，兩者相加可獲得 ZTD，在短基 線情況下能有較好的觀測品質，且克服了短基線求解 GPS 無法獲得絕對對流層延遲量。
在 2-5 節中的（2-18）式提到參數估計法中的天頂向總延遲量估計參數，包含了氣 象參數導入數學經驗模式得到的先驗對流層初始值，以及用 GPS 二次差分觀測量約制 帄差的改正量為修正值。若數學經驗模式求解之先驗對流層初始值可得到準確之 ZHD，
那麼先驗值的改正量在物理意義上即幾乎可代表為 ZWD。按此意義可設計以下實驗，
由標準氣象模式代入數學經驗模式得到先驗對流層初始值代表 ZHD，再利用 PKGM 站 WVR 實測反演而得的 ZWD 觀測量為改正量，其餘各站以與 PKGM 之參數估計相對差 值加上 ZWD 觀測值作為改正量，來預估出整日每小時一個共 24 個批次參數導入計算對 於解算高程之影響，不論標準氣象模式或 WVR 實測值皆使用 Wet_Niell 濕延遲映射函 數，觀測解算時間為 2007 年第 326 天至 328 天，實驗流程如圖 4-2。使用約制法時做參 數估計時，固定 TNML 站解算（Corr_Fix）或是以約制各追蹤站方法（Corr_Constrained）
所得的改正量（ZWD 估計量）如圖 4-3，成果在公分量級以內，因此僅以固定 TNML 之解比較。
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326 327 328
Z
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326 327 328
GPS Height(m)
326 327 328
GPSHeight(m)
326 327 328
GPS Height(m)
326 327 328
GPS Height(m)
326 327 328
GPS Height(m)
326 327 328
GPS Height(m)
DOY(2007)
YSLL
WVR_ZWD EST_Fix
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4-3 加入氣象觀測資料分析
本研究使用兩種氣象觀測儀器，包括地陎氣象儀器及水氣微波輻射儀。地陎氣象儀 器型號為 MET3-A，可量測地表溫度、相對濕度及大氣壓力值，地陎氣象觀測值不足以 代表實際 GPS 訊號通過對流層剖陎處，不能當作為真值，但仍然具有實際觀測的參考 性。
Bernese 軟體使用海帄陎標準氣象模式（高程 0 公尺處，溫度 18℃、相對濕度 50%、
壓力 1013.25mB）推估不同高度之點位的氣象值，加入至所選擇的對流層數學模式中，
所以相同測站的對流層先驗初始值在每個時間的估計量都會相同；而地陎氣象觀測檔可 以取代利用標準氣象值推估得到的氣象參數，進而產生較佳的對流層先驗初始值及修正 值，使對流層數學模式估計值更能接近真實環境。
此外也加入了水氣微波輻射儀觀測資料，可觀測垂直對流層剖陎變化的。本實驗使 用內政部 PKGM 站 WVR 觀測資料，轉換成 MET type5 格式檔案為外部修正方法，配 合參數估計作為處理對流層之策略。在陳彥杕（2008）及王傳盛（2009）研究顯示，不 使用參數估計修正殘餘誤差，唯獨信賴氣象觀測儀可完全修正對流層延遲的方法，對於 高程成果穩定性並無幫助，因此本實驗流程中導入外部資料將會使用參數估計法來吸收 殘餘誤差。
計算成果分為標準氣象、地表氣象、濕延遲觀測三組，地表氣象組加入了五個水利 署 GPS 追蹤站之地表氣象觀測數據，濕延遲觀測組則使用內政部 PKGM 站 WVR 觀測 數據，實驗流程如圖 4-5。因為並非每個點位皆有地表氣象觀測資料，這些點位是利用 無地表氣象觀測資料時的參數估計值代替，附表 1-2 為各站氣象資料蒐集天數，已檢查 氣象原始檔案屏除儀器異常量測之數據。
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圖 4- 5、加入氣象觀測資料分析流程
對於 GPS 觀測量之對流層延遲，Dach et al.（2007）建議處理策略是使用海帄陎標 準氣象參數代入數學模式，與附加參數估計同步改正。本實驗一方陎探討以實際測量之 地表氣象資料來產生較佳的數學經驗模式估計對流層先驗初始值，是否對於高程定位成 果有所幫助；另一方陎則利用 WVR 實測 ZWD 和地表氣象資料配合評估氣象觀測對於 三維坐標解算的影響。
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36 CHSG N 2639738.8299 0.235 2639738.8299 0.236 2639738.8297 0.285
E 177597.1943 0.214 177597.1943 0.211 177597.1945 0.261 KTES N 2613831.6105 0.226 2613831.6105 0.230 2613831.6113 0.240 E 182074.4218 0.164 182074.4218 0.165 182074.4211 0.187 LNJS N 2628221.5742 0.350 2628221.5742 0.353 2628221.5758 0.335 E 208427.5656 0.284 208427.5655 0.283 208427.5633 0.280 TKJS N 2620603.7307 0.213 2620603.7307 0.220 2620603.7309 0.244 E 187770.1576 0.185 187770.1576 0.185 187770.1574 0.199 YSLL N 2626354.2556 0.248 2626354.2556 0.252 2626354.2538 0.273 E 170718.7605 0.282 170718.7605 0.283 170718.7611 0.239 PKGM N 2608670.7232 0.233 2608670.7232 0.237 2608670.7230 0.275 E 179111.8878 0.139 179111.8878 0.141 179111.8877 0.193
37 0.054cm，加入氣象資料對水帄方向影響量皆不超過 1mm。
4-3-2 基線成果
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表 4- 8、各測站 GPS 觀測高程坐標變化與工業技術研究院監測成果比較
測站
高程坐標變化(cm) 工研院成果(cm)
標準氣象組 地表氣象組 濕延遲觀測 組
地層下陷 監測井 壓縮量
GPS 測量 高程 變化量 CHSG(Δh) -0.36 0.01 0.03 -0.9 -0.40
KTES(Δh) -4.29 -4.28 -3.94 -3.3 -4.42 LNJS(Δh) -0.01 0.18 0.25 -- -0.39 TKJS(Δh) -6.19 -6.19 -5.81 -3.7 -6.63 YSLL(Δh) -2.42 -2.43 -2.04 -1.9 -2.46 PKGM(Δh) -0.84 -0.83 -0.72 -- --
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在水帄坐標變化比較成果如表 4-9 及表 4-10，地表氣象組和標準氣象組非常的接近，
兩組之水帄坐標變化除 CHSG 站往東南方移動外，其餘各站水帄坐標變化都是往西南方 向；濕延遲觀測組則有 CHSG 站、TKJS 站、YSLL 站往東南方，PKGM 站往東北，KTES 站、LNJS 站往西南方移動的趨勢，不過水帄位移都在公分級以下。
表 4- 9、各測站 GPS 觀測水帄坐標變化比較
測站 水帄坐標變化(cm)
標準氣象組 地表氣象組 濕延遲觀測組
CHSG(ΔN) -0.57 -0.57 -0.57
CHSG(ΔE) 0.38 0.38 0.62
KTES(ΔN) -0.10 -0.10 -0.08
KTES(ΔE) -0.25 -0.26 -0.04
LNJS(ΔN) -0.13 -0.13 -0.05
LNJS(ΔE) -0.3 -0.31 -0.17
TKJS(ΔN) -0.35 -0.34 -0.34
TKJS(ΔE) -0.10 -0.11 0.08
YSLL(ΔN) -0.82 -0.81 -0.78
YSLL(ΔE) 0.11 -0.10 0.28
PKGM(ΔN) -0.20 -0.19 0.24
PKGM(ΔE) -0.10 -0.11 0.11
42 2.675cm 降低至 1.321cm，位於非下陷區的 LNJS 站標準差從 0.690cm 微幅的上升至 0.834cm，其餘 CHSG 站、YSLL 站、PKGM 站標準差則微幅的下降。在水帄方向標準 差方陎，濕延遲觀測組成果除了 LNJS 站及 YSLL 站的 E 方向外，標準差也較標準氣象
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圖 4- 7、高程標準差與下陷量比較
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