超導重力儀的重力紀錄，是經由回饋電壓紀錄所獲得。但將量測電壓(伏特) 值，轉換為重力必頇經儀器率定、資料前處理及環境改正之處理，關於這些上述 改正步驟，皆使用 T-Soft 軟體進行操作，並於附錄 A 詳細說明。而本章將針對超 導資料的處理進行討論，並制定重力標準處理程序。
3-1 重力資料率定與前處理
3-1-1 重力資料率定
超導球因重力變化在垂直方向移動，因回饋電壓將球置於初始零點，經由電 容感測器量測位移量，藉由輸出電壓變化，並透過率定程序轉換成重力值。校正 因子也就是超導重力儀輸出電壓值與重力值的尺度因子。
關於率定方法為 Hinderer ( 1991 )。其中以絕對重力儀架設於超導重力儀旁，
同時進行觀測，以絕對重力儀數據率定超導重力儀校正因子( Hinderer,1991；
Francis,1998 )最佳。原因是可以持續觀測無需間斷。
SG48 及 SG49 的校正因子( Calibration Factors )，參考 Hwang et al., 2009，依公式 可寫成：
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b ax t
g( ) t (3.1)
其中g(t)，為絕對重力所量測的絕對重力值，a為 校正因子， 為超導重力儀所 量測到的電壓值，b為重力回歸截距帄移量。表3-1a及3-1b，分別針對SG48與SG49 進行率定。為了探討超導重力儀SG48在2008年3月17日及2008年5月30日，由於更 新訊號線與面板，及更換冷卻頭與填充液態氦；SG49於2008年5月30日清洗杜瓦瓶 及填充液態氦，而造成重力訊號跳動，無法恢復帄衡狀態，以致進行率定時，有 不同之校正因子。但為資料品質一致，在資料處理時，由圖3-1a及圖3-2b，分別將 SG48及SG49依不同事件發生，分成3階段與2階段探討，並分別求各階段之校正因 子，日期與校正公式：
表 3-1a SG48 訂正日期與校正公式。資料來源：97 年國家重力基準站期中報告書。
階段 日期 率定因子( μgal )
I 2006/4/1~2008/3/17 II 2008/3/17~2008/5/30 III 2008/5/30~2009/5/31
表 3-1b SG49 訂正日期與校正公式。
階段 日期 率定因子( μgal )
I 2008/3/14~2008/10/22 II 2008/10/24~2009/5/31
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圖 3-1a SG48 歷年數據( m/d/y ) 。資料來源：97 年國家重力基準站期中報告書。
圖 3-1b SG49 歷年數據( m / d / y )
3-1-2 重力資料前處理
將原始電壓值，與絕對重力儀進行率定後，進行資料前處理。此步驟的目的 是為重新取樣與濾波( Hinderer et al,1991 )，濾除高頻訊號及粗差剔除( Despike )，
並對原始資料進行跳取( Decimate )的動作。
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圖 3-2a SG48 經校正後數據。資料來源：97 年國家重力基準站期中報告書。
圖 3-2b SG49 經校正後數據。
3-2 環境改正
3-2-1 海潮效應改正
完成資料前處理後，對處理後資料進行環境改正，分別為：潮位分析、極移、
大氣壓力及地下水改正等。潮位分析，可分為海潮及固體潮部分，固體潮方面參
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及潮高積分，其公式如下（ Farrell,1972；Lambeck,1988；Yang et al., 1996 ）：
Pn ：勒戎德多項式（Legendre’s Polynomials）；
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M：地球質量 R：地球帄均半徑
A：計算點到資料點之方位角
：計算點到資料點之角距 ：面積微分元素
g：帄均重力值
計算時，全球積分可以數值方法算得，潮高 H 可由一全球海潮模式算得，即 以高斯求積法（Gauss quadrature）( Press et al., 1993）計算（3.4）式之積分。目前 國際中常用的海潮模式有 CSR4.0、GOT00.2、FES2004 及 NAO99b 等，考慮新竹 地區並經過評估與分析後，採用 NAO99b 模式，進行新竹超導站海潮改正。
NAO.99b 海潮模式（Matsumoto et al., 2000），此模式在0.5 0.5網格上提供 主要分潮之振幅及相位角，計算時分內圈及外圈效應。內圈涵蓋以待測點為中心 取經、緯度33之範圍，且於2020網格上計算潮高而積分。外圈涵蓋全球（此 時內圈之潮高均設為零），且於3 3網格上計算潮高而積分。
超導重力儀SG48原始觀測相對重力值 ，應用處理重力資料軟體
ETERNA ，再分析本站週期性訊號，各分潮符號，半日週期包括M2(主要太陰半 日潮)、S2(主要太陽半日潮)、N2(太陰橢率潮)、K2(日月合成潮)， 全日週期包括 K1(日月合成潮)， O1(主要太陰全日潮)， P1(主要太陽全日潮)。
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圖 3-3 2008 年新竹站各分潮週期性訊號。資料來源：Hwang et al.( 2009 )
3-2-2 大氣負載改正
對於重力站而言，測站需進行大氣改正。改正方法即是利用絕對重力儀進行 重力施測，並將每次觀測重力值歸算至標準大氣壓狀態，針對每一次自由落體進 行氣壓改正，參考 Torge( 1989 )，公式可寫成：
) ( 0 n
B A P P
g
(3.7)
2259 . 5 5 (1 0.0065 /288.15) 10
01325 .
1 H
Pn (3.8)
其中，gB為重力大氣改正量；P 為本站標準大氣壓；而 H 代表該測站的海拔高n 程( m )；P 為測站的大氣壓觀測值；A 為大氣壓導納因子，其值大約在 0.3~0.420
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之間。
就新竹站而言，標準大氣壓(P )：1002.77 hPa；大氣壓導納因子( A )：0.35。 n
圖 3-4 2008 年 1 月至 11 月重力殘值與氣壓 SG48 重力殘值（上）與測站氣壓 觀測值（下）。資料來源：Hwang et al., 2009.
3-2-3 極移改正
該項改正是由於重力基準站到地球旋轉軸距離的改變而引起的離心加速度變 化所做的補償，而其改正值通常是由測站上最接近觀測時間的極點位置進行計
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3-3 改正後殘餘重力
經上述 3-1~3-2 節，可得重力時間觀測序列包含各種訊號分量，如下式：
觀測量 海潮 固體潮 極移改正 大氣效應 地下水效 誤差 (3.12)
利用上述 3.12 式，使用 T-soft 軟體，先將回饋電壓資料轉換為原始重力資料 後，再進行移除環境改正及完成資料前處理，及可獲得殘餘重力。下圖 3-6，藍色 部分為原始重力資料；綠色部分為殘餘重力資料。改正前後差異量為 7.234μgal。
圖 3-5 SG48 2008 年 4 月份經改正後之剩餘重力，紫色部分為未改正時的重力；
綠色部分為改正後的殘餘重力資料。
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