一、 緒論
1-1 前言
全球衛星定位系統（GNSS，Global Navigation Satellite Systems）在空間大地測量上 有別於傳統測量方法，擁有作業快速、方便、高精度等優點，此外，可以做長期連續高 頻率施測的特性使其適合應用於特定點位三維坐標的長期觀測，特別是用於固定站的長 期位移監測上，可觀測地表位置的變化來了解板塊運動或是地層下陷區的監控。GNSS 固定追蹤站的長期觀測不僅可以得到季節性高程變化，高頻率的連續觀測，更可進一步 觀察周變化甚至當日變化趨勢，提升 GNSS 觀測在高程坐標的監測敏銳性。
在各種 GNSS 系統中，GPS（Global Positioning System）堪稱為目前應用最普及者。
影響 GPS 高程精度的各項因素中，有兩項較難解決，第一個是 GPS 衛星在天空中分佈 不佳，觀測角度過低（一般以 15 度為門檻），在伽利略系統升空後，GNSS 系統之衛 星數量增加了，衛星分佈條件也會更好，可以提高此部分的控制力；第二個是高程定位 受對流層折射影響很大，特別在水氣造成的濕延遲影響較大（Davis et al., 1985）。
對流層延遲量修正不易，因此嘗試使用高精度地陎氣象觀測儀觀測，取代標準氣象 估計值，使對流層數學經驗模式估計之對流層延遲量更趨近於真實環境情況；而導入了 水氣微波輻射儀的觀測，可提供垂直剖陎的氣象觀測值，再利用反演公式推導出最難預 估準確的濕延遲量觀測量，但其是否對於 GPS 三維坐標定位成果有所幫助，陳春盛（2000）
提到利用水氣微波輻射儀所獲致之濕延遲量較利用 Saastamoinen 數學模式推估而得準 確，因此這些差異便反映在計算出來的成果中，特別是高程坐標，因此在進行 GPS 觀 測或計算時如果能仔細的考量並加入對流層折射因素，則對於成果會有相當的助益。
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1-2 研究動機目的
在氣象預報及監測的領域中，水氣的觀測是一個重點，由於水的三態變化造成各種 天氣變化，而水氣微波輻射儀（WVR，Water Vapor Radiometer）可觀測大氣中剖陎的 水氣含量，以及對於可降水量(PWV，Precipitable Water Vapor)的估計。王承賢（2000）
以 GPS 觀測量估算可降水量，與 WVR 及探空氣球實際觀測相互比較，提到 WVR 會受 一整年資料建立模式推估得到的 ZWD，加上 Saastamoinen 配合地表壓力及緯度資訊得 到高山站之估計天頂總延遲量。以 Bernese 計算出待求站與高山站相對的大氣總延遲量
3 遲量實測估計量，進而推估準確天頂向對流層延遲量（ZTD，Zenith Tropospheric Delay），
本研究嘗試各種方法，探討是否可提升 GPS 垂直高程方向定位成果。
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圖 1- 1、研究流程圖
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1-4 論文架構
本論文以不同的對流層延遲處理方法，導入實測氣象觀測資料，應用在高程持續變 動之測站，來評估高程向定位之精度影響，內容包括了五個章節：
第一章 緒論
敘述動機目的及研究流程。
第二章 GPS 訊號對流層延遲原理
簡介 GPS 相對定位及差分原理，對流層延遲原理及對流層處理方法包括使用數學經 驗模式、參數估計，了解對流層相對及絕對誤差對於 GPS 定位的影響。
第三章 氣象觀測及試驗區地層下陷
介紹本研究兩種氣象設備，以及獲得的觀測資料簡介；並且簡介本研究的試驗區，
濁水溪沖積扇，及 GPS 基線網型組成狀況；最後簡介本研究用以驗證的地層下陷監 測資料。
第四章 實驗方法及成果分析
介紹本研究以 Bernese 5.0 軟體解算的方法及流程，進行相對定位之解算，包括加入 天頂濕延遲量於參數估計法中，以及比較標準氣象與地表氣象觀測數據、濕延遲量 觀測數據之不同對流層延遲處理策略，探討及分析成果。
第五章 結論與建議
評估加入氣象儀器對於 GPS 相對定位網形坐標高程是否有其效益，對於解算成果的 說明，以及未來導入氣象觀測數據的建議。
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