新竹超導重力站(HS)之十八尖山上方,內政部亦設有一衛星追蹤站
(HCHM)進行連續同步 GPS 觀測,以長期監測該地區地形變(deformation)
情形,為免 OTL 位移效應影響地形變量估計,其改正模式精度便顯得重要。表 5-4 比較了 DISOTL、GOTIC2 及 BS 等 3 個模式推估 HCHM 站之 OTL 位移效 應 8 個主要分潮係數(振幅、相位),而各模式所使用之海潮模型,與第 5-2-1 節所述相同。從該表得知M2 分潮於 8 個主要分潮中,無論在徑向(radial)、東 西向(east)及南北向(north)之影響皆為最大,且徑向影響大於東西向,南北 向影響最小。模式推估振幅之估計差值方面,DISOTL 與 GOTIC2 所推估之差 值最大約 0.06 cm,為徑向 K1 分潮;DISOTL 與 BS 所推估之差值最大約 0.05 cm,為徑向 M2 分潮。至相位之估計差值方面,DISOTL 與 GOTIC2 所推估之
差值最大約12º,為南北向 N2 分潮;DISOTL 與 BS 所推估之差值最大約 11º,
為徑向N2 分潮。
由於本文研究馬祖地區受OTL 影響最大,當地改正模式精度亦值得進一步 分析,表 5-5 比較了 DISGOTL、GOTIC2 及 BS 等 3 個模式推估內政部馬祖衛 星追蹤站(MZUM)之 OTL 位移效應 8 個主要分潮係數(振幅、相位)。首先,
該表再次證實8 個主要分潮,徑向影響皆大於東西向,南北向影響最小;但其中 M2 分潮僅在徑向、東西向影響為最大,南北向影響則以 K1 分潮為最大。模式 推估振幅之估計差值方面,DISOTL 與 GOTIC2 所推估之差值最大約 0.08 cm,
為南北向M2 分潮;DISOTL 與 BS 所推估之差值最大約 0.12 cm,為徑向 M2 分 潮。至相位之估計差值方面,DISOTL 與 GOTIC2 所推估之差值最大約 37º,為 南北向K2 分潮;DISOTL 與 BS 所推估之差值最大約 32º,亦為南北向 K2 分潮。
綜合上述表5-4 及表 5-5 的分析結果,評估在各個主要分潮及方向上,DISGOTL、
GOTIC2 及 BS 等 3 個模式推估振幅差值,皆小於 1 mm,推估相位差值則可能顯 著,但仔細分析上述推估相位差值較大者,其振幅估量皆較小(如 DISOTL 與 GOTIC2 所推估之差值最大約 37º,為南北向 K2 分潮,其推估振幅僅約 0.01 cm), 初步分析,3 種模式推估 OTL 位移效應一致性應可達 mm 等級。
表5-4:以 DISOTL、GOTIC2 及 BS 等模式推估新竹衛星追蹤站(HCHM)之 OTL 位移效應 8 個主要分潮係數(振幅、相位)結果
Tide Radial East North
DISOTL GOTIC2 BS DISOTL GOTIC2 BS DISOTL GOTIC2 BS 1.27 a 1.31 1.22 0.79 0.81 0.81 0.36 0.39 0.38 M2 -148 b -148 -149 102 104 104 -109 -108 -107 0.32 0.31 0.29 0.29 0.29 0.29 0.13 0.14 0.14 S2 -133 -129 -132 126 129 129 -83 -81 -80
0.26 0.29 0.27 0.15 0.15 0.15 0.06 0.07 0.06 N2 -169 -172 -175 99 91 92 -112 -124 -123 0.07 0.08 0.07 0.08 0.08 0.08 0.04 0.04 0.04 K2 -132 -135 -140 127 124 125 -81 -84 -84
0.90 0.96 0.94 0.24 0.25 0.26 0.13 0.12 0.13 K1 -70 -71 -71 -135 -134 -133 179 178 175 0.79 0.83 0.82 0.16 0.17 0.17 0.12 0.11 0.13 O1 -95 -93 -93 -158 -156 -156 148 144 143 0.30 0.31 0.31 0.08 0.08 0.08 0.04 0.04 0.04 P1 -73 -73 -73 -137 -135 -135 178 175 172 0.16 0.18 0.17 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 0.03 Q1 -104 -100 -99 -177 -168 -166 133 130 128
a amplitude in cm b Greenwich phase lag in degree, ±180 degree
表5-5:以 DISOTL、GOTIC2 及 BS 等模式推估馬祖衛星追蹤站(MZUM)之 OTL 位移效應 8 個主要分潮係數(振幅、相位)結果
Tide Radial East North
DISOTL GOTIC2 BS DISOTL GOTIC2 BS DISOTL GOTIC2 BS 2.32a 2.35 2.20 0.39 0.42 0.40 0.07 0.15 0.11 M2 -132 b -134 -131 161 171 164 120 107 105
0.69 0.68 0.65 0.13 0.13 0.13 0.03 0.03 0.03 S2 -108 -105 -102 173 176 177 -156 -164 -177 0.40 0.46 0.44 0.08 0.09 0.09 0.02 0.03 0.02 N2 -142 -158 -158 149 163 147 93 71 70
0.18 0.18 0.17 0.03 0.03 0.04 0.01 0.01 0.01 K2 -101 -109 -108 169 176 170 -142 -179 -174 0.95 0.99 0.97 0.25 0.26 0.27 0.18 0.18 0.19 K1 -72 -72 -72 -111 -108 -110 162 157 158 0.81 0.83 0.82 0.18 0.19 0.19 0.15 0.16 0.17 O1 -98 -95 -95 -134 -151 -132 130 125 127
0.31 0.32 0.31 0.08 0.08 0.09 0.06 0.06 0.06 P1 -74 -74 -75 -112 -110 -112 159 154 156 0.17 0.18 0.18 0.03 0.04 0.04 0.03 0.03 0.04 Q1 -108 -102 -100 -148 -140 -141 116 114 117
a amplitude in cm b Greenwich phase lag in degree, ±180 degree
由表5-4 及表 5-5 得知,OTL 徑向位移最為明顯,有關 GPS 觀測 OTL 位移 效應之驗證,本文僅分析其 M2 徑向影響,另由於高精度的 GPS 定位多採用相 對定位法,為獲得較佳的OTL 實測結果,GPS 測量所使用之參考站,應選擇 OTL 影響較小的站台,尤其離岸愈遠愈佳,可避免干擾。本文使用國際 IGS 之武漢 站(WUHN)作為參考站,假定該站的 OTL 影響極小且可以被忽略,至觀測資 料仍採用新竹、蘭嶼、澎湖、馬祖及金門等地之 GPS 站台,並擷取與絕對重力 觀測時段同步之資料,至原始觀測數據為30 秒一筆,採用瑞士 Bern 大學 Bernese 5.0 軟體及其流程進行解算(Dach et al., 2007),且運用高精度 IGS 衛星軌道,並 進行極位移(pole tide)及固體潮(solid earth tide)修正。有關每個站的解算取 樣,根據Yeh et al.(2011)測試結果,以每 3 個小時計算一筆的精度較高,且 OTL 效應較為明顯穩定。本文同樣嘗試將上述實測成果,以最小二乘擬合方法 進行 OTL 效應 M2 徑向位移分析,並以其振幅及相位進行比較。其中新竹站之 振幅解約為 1.3 ± 0.4 mm、相位解約為 -148º ± 7,馬祖站之振幅解約為 2.4 ± 0.3 mm、相位解約為 -135º ± 8,與前述 3 種模式推估結果(表 5-4 及表 5-5 之 M2 分潮)相比,本文 DISOTL 及 GOTIC2 表現較為接近,BS 模式偏差較大。