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研究生:韓治安
研究生(外文):Chih-An Han
論文名稱:台灣地區海潮負載影響GPS高程變化之探討
論文名稱(外文):Effects of ocean tidal loading on GPS height variations in Taiwan
指導教授:葉大綱葉大綱引用關係
指導教授(外文):Ta-Kang Yeh
學位類別:碩士
校院名稱:清雲科技大學
系所名稱:空間資訊與防災研究所
學門:環境保護學門
學類:環境防災學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:全球定位系統海潮負載定位精度改正參數
外文關鍵詞:Global positioning systemocean tidal loadingpositioning precisioncorrecting parameter
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海潮負載對於GPS之定位精度會造成影響,特別是在高程方向,影響量隨著觀測地點不同而異,大致上越接近海邊,海潮負載所造成的誤差越大,約可達到數公分甚至十公分的影響量。
本研究探討在臺灣地區海潮負載對於GPS定位精度之影響,並使用國外近年來推出之海潮模式Andersen 2006、EOT08a、GOT4.7、TPXO.7.2與NAO.99b進行比較分析,評估海潮與GPS定位高程與相位之影響、比較不同海潮負載改正模式,最後利用潮位站與超導重力資料分析。
海潮負載改正模式中發現,M2半日潮影響GPS高程可達0.6~1.4公分,M2半日潮高程經過海潮負載改正後減少為0.4公分以下,故海潮負載改正對高精度之GPS測量確實有其改正之必要。在各種海潮負載改正模式分析中以NAO.99b改正成果最好,特別在雲林與台南改正效果比其他模式好。
GPS其資料處理的基線越來越長,海潮負載的影響也越來越無法被抵銷,需依賴改正模式加以修正;近年來精密單點定位的應用越來越多,為求得更高精度的定位成果,以全球型或區域型海潮負載模式加以修正仍是必要。


The ocean tidal loading (OTL) is an important factor for the GPS positioning, especially in the height direction. The influences are not the same in different places and the variations of GPS height are between few centimeters to twelve centimeters.
In this paper, the influence of OTL for the GPS positioning in Taiwan was studied. Several OTL models such as Andersen 2006, EOT08a, GOT4.7, TPXO.7.2 and NAO.99b were compared to analyze the relationship between OTL and GPS height variations. Moreover, tide gauge and superconductive gravity data were employed to confirm the phenomenon of GPS height.
We found that the M2 tide can influence the GPS height about 0.6-1.4 cm. After OTL correction, the GPS height variation can reduce to 0.4 cm. In five OTL models we tested, NAO.99b model has the best performance, especially in the western Taiwan. Therefore, the OTL correction is necessary for the high precise GPS positioning.
The longer of the GPS baseline we choose, the harder of the influence from OTL effect can be reduced, so we need to use OTL model to correct this variation. In these years, the application of precise point positioning (PPP) is popular. To employ the global or regional OTL model is needed for high precise GPS positioning.


中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
符號說明 ix
第一章 前言 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 文獻回顧 1
1-3 研究動機與目的 4
1-4 論文架構 5
第二章 理論基礎 6
2-1 衛星定位理論基礎 6
2-1-1 GPS相對定位 6
2-1-2 GPS衛星軌道誤差及衛星時錶誤差 6
2-1-3 接收儀時錶誤差 7
2-1-4 整數週波未定值之求解及週波脫落 7
2-1-5 多路徑效應 7
2-1-6 天線相位中心誤差 8
2-1-7 電離層折射誤差 8
2-1-8 對流層折射誤差 9
2-2 海潮理論基礎 10
2-2-1 海潮理論 10
2-2-2 台灣的潮汐現象 10
2-2-3 潮汐負載模型 13
2-2-4 分潮特性 15
2-3 資料分析理論基礎 16
2-3-1 小波分析理論 16
2-3-2 調合分析理論 18
2-4 超導重力測量理論 21
第三章 研究方法 25
3-1 研究區域 25
3-2 資料處理 27
3-2-1 衛星站資料處理 27
3-2-2 Bernese軟體介紹 31
3-2-3 特性及應用層面 32
3-2-4 驗潮站資料處理 34
3-2-5 超導重力站資料處理 35
3-3 資料分析 36
3-3-1 小波頻譜分析方法 36
3-3-2 調合分析方法 39
第四章 研究結果與分析 40
4-1 原始資料分析 40
4-2 小波分析結果 41
4-3 調合分析結果 46
4-4 GPS測站與海潮負載模式分析結果 54
4-5 各海潮模式改正結果 57
4-6 絕對重力站、GPS(SHJU)衛星站與海潮站高程比較結果 59
第五章 結論與建議 62
5-1 結論 62
5-2 建議 63
參考文獻 64
附錄A 儒略日轉換程式 68
附錄B 調合分析程式 70
作者簡歷 77


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