DOY139 SEC

DOY139 DC

Diff.

31

圖 3.12 TRACK 定位成果計算所得 DA 基線長與全測儀觀測值之差異。

由上至下為 DOY135~DOY139。

-0.1 -0.05 0 0.05 0.1

40000 50000 60000 70000 80000

meter

DOY135 SEC

DOY135 DA

0 20000 40000 60000 80000

meter

DOY136 SEC

DOY136 DA

0 10000 20000 30000 40000

meter

25000 40000 55000 70000 85000

meter

25000 27000 29000 31000 33000 35000

meter

DOY139 SEC

DOY139 DA

Diff.

32

圖 3.13 TRACK 定位成果計算所得 AC 基線長與全測儀觀測值之差異。

由上至下為 DOY135~DOY139。

-0.15

40000 50000 60000 70000 80000

meter

DOY135 SEC

DOY135 AC

0 20000 40000 60000 80000

meter

DOY136 SEC

DOY136 AC

0 10000 20000 30000 40000

meter

25000 40000 55000 70000 85000

meter

25000 27000 29000 31000 33000 35000

meter

DOY139 SEC

DOY139 AC

Diff.

33

3.4.3 TRACK 內部精度評估

本研究將 4 組 GPS 接收儀安裝於船載重力測量的船上，取樣頻率為 1Hz。

解算時以連續航線為計算單位，以獲得每連續航線的 GPS 動態橢球高資訊及其 精度值，並輸出估計天頂方向的對流層附加參數值與訊號延遲誤差量，並藉此延 遲誤差判斷 TRACK 動態解算成果之合理性。

對流層延遲誤差由空氣中的乾延遲量與溼延遲量共同組成，乾延遲量由乾燥 的氣體所引起，其在天頂方向造成的延遲量約為 2.3 m，約占對流層總延遲量的 90%，乾空氣之密度會隨其表面壓力的改變而變化，由於其變化較為平緩穩定，

故可藉由量測大氣的溫度、溼度、壓力將此乾延遲量予以模式化並求解；而溼延 遲量則與大氣的水氣分壓有關，由於水氣會隨著時間與空間高度之改變而變化，

因此不易利用數學模式予以準確估計，在溼度較高的地區，溼延遲量可高達 35 cm(Bevis et al., 1992)，故若求解得的對流層總延遲量介於 2~3 m 之間、平面定位 精度介於 2~4 cm、高程定位精度介於 5~10 cm 之間，即可視該計算成果為合理 的結果(陳逸如, 2010)。此節以 2012 年 DOY136 之 TRACK 解算成果為例。

圖 3.14 TRACK 解算 2012 DOY136 之橢球高、天頂距對流層延遲量及軟體內部 精度

34

3.5 改正模式

3.5.1 海潮改正模式

NAO.99b 及 NAO.99Jb 為 National Astronomical Observatory in Japan 研製短 週期海潮模型，分別為全球性以及區域性海潮模型。NAO.99b 涵蓋範圍由經度 0°-360°；北緯 90°-南緯 90°，解析度為 0.5 度，它結合了五年的 TOPEX/POSEIDON 測高儀之海潮資料(cycle 9-198)以及水文動力模型；NAO.99Jb 為一日本區域性海 潮模型，以 NAO.99b 結合 TOPEX/POSEIDON 資料，提供 16 個分潮：2N2, J1, K1, K2, L2, M1, M2, MU2, N2, NU2, O1, OO1, P1, Q1, S2, T2。在日本附近海域(東經 110°~165°；北緯 20°~65°，包含臺灣地區)結合日本沿岸驗潮站同化資料以發展 NAO.99Jb 模式，其空間解析度為 5 分，其中提供 16 個分潮調和常數，並以 Matsumoto et al.編撰的電腦程式完成 16 個分潮調和常數的載入(Matsumoto et al., 2000)。本研究使用 NAO.99Jb 模型進行海潮改正。然於不同的參考文獻當中發 現與岸邊驗潮站所蒐集之潮位資料結合，也是常見的海潮改正方法之一(Foster, 2009; Bonnefond, 2003)。

3.5.2 固體潮改正模式

地球表面會因太空中攝動天體(如月球、太陽)對彈性地球的引力作用而產生 週期性漲落的現象，稱為固體潮現象。此現象之概略描述為在地球地心與攝動天 體之連線方向上會被拉長，而連線垂直方向則趨於扁平，其對地表面之影響包含 長期性偏移以及週期性偏移，前者與緯度有關，後者由日週期和半日週期組成。

經由一天的靜態觀測，週期性偏移之影響大部分都可平滑消除，可觀測到的位移 量可達約 40 公分(Lambeck, 1988)，而長期性偏移方面，即使進行長時間觀測，

殘餘誤差最多仍可達 10 公分左右。在相對定位方法中，一百公里以內的基線二 測站固體潮影響可視為一致，可以差分方法消除。

35

3.5.3 濾波

本研究所使用 Gaussian filter 對研究中所有計算出的海面高資料進行濾波，

而此濾波主要是針對船航行時的風浪，而非船速可能產生的誤差，原因是一般船 行速度較高的情況下，對海水面高訂定有 5~10 公分甚至更高的誤差可能產生，

但 當 船 速 低 於 3 m/s 情 況 時 ， 行 進 速 度對 海 面 高 訂 定 的 影 響小 於 一 公 分 (Bonnefond, 2003)，本研究航行船速控制在 3 m/s 左右，故船速對海面高影響忽 略不計。本研究使用之 Gaussian filter (Hwang et al., 2006)是以離選定資料越近而 權重越重的加權方法平滑化所有資料，以期平滑化後能夠消除船行進間姿態角因 風浪影響而擺幅過大等高頻誤差。由前人實驗發現 120 秒罩窗所得海水面高精度 比 60 秒罩窗於平差後 RMS 值改善約一公分(陳逸如, 2010)，而本次研究中亦由 無濾波、60 秒、120 秒和 360 秒罩窗的成果發現 120 秒罩窗成果在本研究中表現 最好，於是選定 120 秒罩窗為處理本次研究的罩窗大小。

36