追蹤站逐一時刻的坐標 並計算其位移速度
3.3 以 PPP 方式估計追蹤站位 移速度所需觀測時間之分
析
如上節所述，於ITRF2005 時期，以 PPP 方式 所得之追蹤站水平位移速度已和在ITRF 下的位移 速度相當一致，唯在高程仍存在差異。而以相對定 位估計 GPS 追蹤站之位移速度，曾有學者利用模 擬資料研究並使用55 個 IGS 追蹤站之資料作驗證，
建議估計追蹤站之位移速度其觀測時間應大於 2.5 年為佳(Blewitt et al. 2002)。而由於精密單點定位並 無法藉由差分的方式消除跟測站與衛星相關的誤 差，其定位成果高度依賴於精密星曆與時鐘產品的 品質(Teferle et al., 2007)。因此以 PPP 的技術估計 追蹤站之位移速度需要多長的觀測時間才能達到 一定的精度及精確度，也就值得實驗和分析。
本小節以在ITRF2005 時期的資料做進一步的 實驗，將各追蹤站的資料分成一年、兩年、三年、
四年四個時間段。比較的方式分成兩部分：一部分 是計算在四個時間段內以 PPP 方式所算得之位移
速度之標準差平均值，以評估其內部精度。另一部 分則是各別和相同時間間隔內各追蹤站在ITRF 下 的位移速度做比較，計算其均方根誤差，以評估其 精確度。在內部精度方面，當觀測時間長達三年時 三方向之標準差都降至±1mm/yr 以內；到第四年時，
則都降至±0.6mm/yr 之內，見圖 12。
而在精確度方面，以 ITRF 下的速度為基準，
評估 PPP 估計追蹤站之位移速度之均方根誤差。
而由於GPS 在高程分量之準確度與穩定度均不足，
因 此 儘 管 觀 測 時 間 拉 長 ， 均 方 根 誤 差 仍 達 ± 3.25mm/yr；而在平面，當觀測時間長達三年時，
其均方根誤差在E 方向為±1.36mm/yr、N 方向為±
0.95mm/yr；而到第四年時，其均方根誤差在 E 方 向為±0.73mm/yr、N 方向為±0.60mm/yr，在平面其 精確度已在±1mm/yr 之內。見圖 13。
當觀測時間長達四年時，在平面，速度量的精 確度已在±1mm/yr 之內，且精度也在±0.5mm/yr 之 內，因此以 PPP 估計追蹤站之絕對位移速度，觀 測時間長度以四年或大於四年為佳。
圖12 ITRF2005 時期，不同時間長度下 PPP 所得速度之內部精度
124 航測及遙測學刊 第十六卷 第二期 民國 100 年 06 月
圖13 ITRF2005 時期，不同時間長度下 PPP 所得速度之精確度
4. 結論
本研究蒐集 33 個均勻分布於全球的 IGS 衛星 追蹤站、精密星曆、精密時鐘產品及 IGS 全球每週 測站 SINEX 檔長達九年的觀測資料，分析以 PPP 方式所算得的追蹤站位移速度與在 ITRF 下的位移 速度之差異，可得到以下結論與建議：
(1) 在 ITRF2000 時期，PPP 算得的速度量和 ITRF 下的速度量在平面存在區域性的系統偏差，速 度的差異量在平面平均達1.7mm/yr。其差異在 E 方向為 0.22±1.34mm/yr、N 方向為-0.93±
0.89mm/yr、H 方向為 4.82±2.20mm/yr。
(2) 經過 Helmert 七參數轉換，差異在三方向各降 為-0.07±1.29mm/yr、-0.25±0.57mm/yr、-0.00±
2.22mm/yr。表示以 PPP 方式算得的追蹤站位 移速度和在ITRF 下的位移速度存在系統性的 差異，需要藉由參數轉換消除系統性的差異。
(3) 在 ITRF2005 時期，速度量的差異在平面平均 為0.8mm/yr，系統性的偏差也較不明顯，速度 量的差異在三方向各為-0.07±0.73mm/yr、-0.28
±0.53mm/yr、2.50±2.04mm/yr。
(4) 經過 Helmert 七參數轉換，差異在 E 方向為 0.05
±0.64mm/yr、N 方向為-0.33±0.42mm/yr、H 方
向降為0.00±2.01mm/yr。表示在 ITRF2005 時 期，以PPP 所算得的速度在高程方向雖仍存有 差異，但是在平面和ITRF 下的速度已相當一 致，其精確度可達1mm/yr 以內。
(5) 在 ITRF2005 時期，已可以 PPP 技術直接得到 各追蹤站的絕對水平位移速度。但在高程方向 上仍有系統性誤差須消除。從兩框架之七參數 轉換成果而言，顯示 PPP 估計之速度量與 SINEX 周解之速度量在尺度尚存在系統性差 異。
(6) 在 ITRF2005 時期雖然已能以 PPP 技術直接得 到追蹤站的絕對水平位移速度，但根據實驗資 料顯示，以PPP 技術估計追蹤站位移速度，建 議仍須累積至少四年的觀測時間方能獲得較 高精度、較為準確的位移速度資訊。
(7) 隨著參考框架的更新、IGS 產品品質的提升，
可預期往後以 PPP 技術估計各追蹤站的絕對 位移速度其成果將更為精確、可靠。
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1Master student, Department of Geomatics, National Cheng Kung University Received Date: Feb. 21, 2012 2 Professor, Department of Geomatics, National Cheng Kung University Revised Date: Apr. 02, 2012
*.Corresponding Author, Phone: 886-6-2757575 ext.63820 Accepted Date: Apr. 16, 2012 E-mail:[email protected]