臺灣博碩士論文加值系統

導航系統已從傳統使用地圖與羅盤邁入電子與衛星導航系統，由於GPS的定位精度已漸漸無法滿足日益升高的使用需求，且GPS衛星受遮蔽效應影響，使定位精度受到引響甚至是發生無法定位的現象。隨著歐盟Galileo系統的發展與建置，若未來GPS與Galileo系統併用，將提供更多衛星服務，同時也提供更多的觀測量，將能改善目前GPS衛星受遮蔽效應影響而使的定位精度不佳的狀況。
由於Galileo系統尚未建置完成，因此本研究利用已知的GPS與Galileo衛星的軌道參數與假設的衛星軌道參數，用衛星軌道數學模式來模擬分析GPS與Galileo於台灣地區的定位性能。本研究將台灣地區分為四區(北部、中部、南部及東部地區)以探討三種定位模式於遮蔽效應下在各區的定位精度與穩定度，成果顯示北部地區在三種定位模式的衛星幾何分佈與定位精度均為台灣地區最佳，亦為台灣地區最穩定。另外GPS/Galileo雙系統不論是衛星數量、衛星幾何分佈與單點定位精度都比單獨的GPS及Galileo系統要穩定、成果也較佳。在橫坐標約提升47.1%、縱坐標約提升50%~63.7%、高程坐標約提升38.5%~59.9%。故未來雙系統併用以後將可期望其所帶來之效益。

A navigator has become an electronic and satellite navigator from a traditional map and a compass. Owing to the precision of GPS could not satisfy the increasing demands, moreover, covering influence of GPS affects the precision even happening impossibility of positioning. With the development and establishment of Europe Union (EU) Galileo System, if GPS combined Galileo System in the future, there would be more satellite service and providing more observation numbers, which could improve bad precision caused by covering.
Due to Galileo System is under construction, in this survey, GPS mathematics mode to analyze known orbit parameters of GPS and Galileo System and subjunctive orbit parameters to simulate the position performance of GPS and Galileo in Taiwan. The research divides Taiwan into four area (North, Center, South and East) discussing about the precision and stability of three positioning modes under covering. The result found that the North area is the best one in this examination. Besides, no matter in the satellite number, satellite geometric distribution or single-position precision, GPS/Galileo dual system is much better and more stable than GPS or Galileo System. Therefore, the benefit bringing form dual system could be expected in the future.In the north precision is improved 47.1%,In the east precision is improved 50%~63.7%,and in the height precision is improved 38.5%~59.9%.In the future,we can anticipation the benefit when the dual system is amalgamation.

中文摘要 I
目錄 III
第一章 緒論 1
一、研究動機與目的 1
二、研究方法 3
三、文獻回顧 5
第二章 GPS/Galileo衛星導航系統定位原理 9
一、GPS衛星概述 9
二、GPS的現代化 13
三、Galileo簡述 16
四、衛星定位的誤差來源與改正 23
五、單點定位原理 28
第三章 實驗設計 38
一、實驗範圍 39
二、遮蔽效應分析 40
三、定位精度評估指標 41
四、測試區成果分析 41
第四章 台灣地區模擬GPS/Galileo之定位成果分析 53
一、台灣地區單點定位精度 53
二、不同時段觀測量分析 59
三、遮蔽效應下的定位有效度 64
四、遮蔽效應下的衛星幾何分佈 69
五、遮蔽效應下的定位精度分析 72
六、總結 85
第五章 結論與建議 88
一、結論 88
二、建議 90
參考文獻 91

1. 王解先、程鵬飛，“伽利略系統定位精度與測站位置的關係”，测繪科學第29卷第2期，Apirl 2004。
2. 王解先、劉紅新，“Galileo、GPS和Galelieo/GPS組合系統實用性的比較”，大地測量與地球動力學第25卷1期，Feb 2005。
3. 史天元、楊名，“The performance of GPS Standard Positioning Service without Selective Availability”，Survey Review，2001。
4. 白至栵，“結合GPS與雷觀機之照準定位系統作業精度研究”，國防大學中正理工學院軍事工程研究所碩士論文，2002。
5. 岳曉奎、袁建平，“Galileo系統的特點分析”，GNSS World of China，Feb 2004。
6. 林義雄，“以GIS技術建立GPS遮蔽率計算模式之研究”， 逢甲大學土地管理研究所碩士論文，2004。
7. 秘金鐘、李毓麟，“衛星導航完備性監測的最新進展”，測繪科學第29卷第1期，2004。
8. 崔立魯、劉志平、何秀風、羅志才，“Galileo系統定位性能仿真模擬分析”，测繪信息與工程第32卷第4期，Aug 2007。
9. 馮光財、王潛心，“Galileo與GPS的幾點比較”，测繪信息與工程第32卷第1期，Feb 2007。
10. 郭秋英、胡振琪，“GPS快速精密定位的隨機模型研究”，测繪信息與工程第31卷第6期，2006。
11. 蘇添旺，“以GPS-RTK測量應用於大型都會區圖根點補建模式”，國立中興大學土木工程學系碩士論文，2003。
12. 蔡孟倫、江凱偉、楊名，“GNSS於台灣地區效能分析”，地籍測量第26卷第3期，第14-29頁，Aug 2007。
13. 陳弘農，“模擬GPS/Galileo雙衛星系統於台灣地區導航定位之研究”， 國立中興大學土木工程學系碩士論文，2006。
14. 魏子卿、葛茂榮，“相對定位的數學模式”，測繪出版社，1998
15. ABI(Allied Business Intelligence Inc.),“GPS Market To Navigate North of $22 Billion by 2008”, October 01, 2003.
16. Ávila-Rodríguez, J. Á., M. Irsigler, G. W. Hein, T. Pany, “Combined Galileo/GPS Frequency and Signal Performance Analysis”, Proceedings of ION 2004, Sep 21-24, 2004.
17. Conley, R., “GPS Performance Variational Analysis Results”, Overlook Systems Technologies, inc., Nov 2000.
18. ESA NEWS, ESA Navigation Department, July 6, 2004.
19. ESA Navigation（a）, EGNOS deployment, Feb 22, 2005.
20. ESA Navigation（b）, Galileo system full deployment and operations, ESA Navigation Department, May 31, 2005.
21. Hopfield, H. S., Tropospheric range error parameters-further studies, Applied Physics Laboratory, Johns Hopkins University, Baltimore, 1972.
22. Hein, G. W., “From GPS and GLONASS via EGNOS to Galileo－Positioning and Navigation in the Third millennium”, GPS solution, Vol. 3, 2000.
23. Hein, G.W., Godet, J. I., Jean-Luc M., Jean-Christophe E., Philippe L., Rafael, and Pratt, T. Status of Galileo frequency & signal design, Proceedings of the US Institute of Navigation (ION) GPS’2002 meeting, September 24-27, Oregon Convention Center, Portland, Oregon, USA (CD) , 2002.
24. Klobuchar, J. A., Ionospheric Time-Delay Algorithm for Single- Frequency GPS Users, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic System, Vol. AES-23, No. 3, 1987.
25. McDonald, K.D., A Future GNSS Concern on the Modernization of GPS and the Evolution of Galileo. ION GPS 2001, 11-14 September 2001, Salt Lake City, UT, 2001.
26. MacDonald, K.D., The Modernization of GPS: Plans, New Capabilities and the Future Relationship to Galileo, Journal of Global Position System, No. 1, Vol. 1, pp. 1-17, 2002.
27. Ochieng, W. Y., K. F. Sheridan, X. Han, P. A. Cross, S. Lanneflongue, N. Ammour, AND K. Petit, “Integrity Performance Models for a Combined Galileo/GPS Navigation System, Journal of Geospatial Engineering”, Vol. 3, No. 1, 2002.
28. Satellite Navigation Toolbox 3.0 User’s Guide, GPSoft LLC, Sep 2003.
29. Zhang, W., Triple Frequency Cascading Ambiguity Resolution for Modernized GPS and GALILEO, Department of Geomatics Engineering, University of Calgary, 2005.
30. GIOVE-B transmitting its first signals, at http://www.esa.int/esaNA/SEMGVUZXUFF_galileo_0.html，May 7, 2008.