邱士銘《使用GPS浮標整合台灣西南沿海垂直參考基準》

中正大學地震研究所
96學年度第2學期 2008/07

為了使沿海地區參考不同垂直基準的空間資料可以精準的轉換到同一基準，以利整合和應用，本研究使用GPS浮標(參考橢球GRS80)和潮位站(參考TWVD2001)共站，透過同時觀測的資料經比對後，來估算兩垂直參考基準間之準確轉換關係。
GPS浮標為將雙頻GPS天線裝載在一個浮體上，為了解GPS 浮標應用在長距離的定位精度上限，本研究使用不同基線參考站來求解浮標位置，並使用網形向量的相互關係排除週波値誤差後，觀察其他誤差與基線長度的關係。且嘗試用排除殘差較大的衛星來改善長基線週波値解錯的現象。
在排除整數週波值的因素後，發現80 公里的基線在垂直方向尚有3.6cm 的誤差，推測是由大氣層遲滯所造成。將高雄站殘差量比較大的衛星去掉後再從新解算，其週波值解算正確之衛星從原來1 顆，改善為4 顆。其估算之平均值僅僅和短基線(1.5km)之參考站所估之平均値差3.96cm，並改善了原始值有跳動的現象。故在浮標的動態定位上，消去殘差量較大的衛星，可以增加整數週波值求解的正確性。
本實驗於2007 年7 月及2008 年4 月共進行兩次外業，所估得安平港潮位站之大地起伏為19.796m ±3mm，並使用內政部的大地水準面模型來驗證GPS 浮標所得到的大地起伏，兩者差值為7.0cm，在模型之精度2cm內，其結果是合理的。由兩年所測得的大地起伏推測，安平港之潮位站參考點在9 個月間總共有5 ± 5mm 向上抬升的趨勢。中研院GPS Lab 所估算在附近之GS33、CK01、ZEND 點位，在同時間內亦有向上抬升趨勢。故本實驗在9 個月間所估得潮位站參考點之抬升量和GPS Lab 所解算的速度場一致。
因此本實驗利用GPS 浮標整合沿海基準之方法其精度優於內政部提供的大地起浮模式，且此方法具有一般性，將來可望用於沿海資料需要整合之地區。