台灣e-GPS系統建置理論與實務

Theory and Practice of Taiwan e-GPS System

GPS即時動態定位（RTK，Real-Time Kinematic）在應用中遇到的最大問題就是基準站（BS）改正資料的有效距離。較長距離下（小於6km），在基線計算時，雖然經過差分處理卻仍然含有很大的剩餘誤差，導致定位精度降低甚至無法正確解算載波相位整數未定值（Integer Ambiguity）。為此，作者提出”e-GPS”之網絡RTK技術。在網絡RTK技術中，線性衰減的單點GPS誤差模型被區域型的GPS網絡誤差模型所取代，亦即用多個基準站組成的GPS網絡來估計一個地區的GPS誤差模型，並為GPS網絡覆蓋地區的RTK用戶提供系統誤差即時內插的數據。用戶收到的並不是某個實際基準站的觀測資料，而是一個虛擬基準站的GPS觀測資料，而這些觀測資料已經加入即時內插的系統誤差數據在內。我們稱這種RTK技術為虛擬基準站RTK（VBS-RTK），這種做法可節省建置大量基準站的經費。內政部土地測量局有建立台灣電子基準站（BS）之構想，因而委託成功大學衛星資訊研究中心進行研究。藉由電子基準站的建立提供動態大地測量基準及參考坐標框架、並發展長距離即時動態測量系統及其他定位或導航等基於位置的空間資訊服務（LBS）等多目標功能，並配合e-政務提升國家競爭力。由VBS-RTK之定位精度分析成果得知，當虛擬基準站（VBS）與移動站（Rover）位置相距在500m之內時，以VBS定位技術進行移動站之RTK定位解算，其精度可達平面位置中誤差應小於3cm以及高程中誤差小於6cm。但若虛擬基準站與移動站之距離達1000m時，則其平面與高程之精度會降至4cm與6.5cm。由各虛擬基準站與移動站之RTK基線每筆連續觀測資料之解算成果得知，在X,Y,Z坐標向量之解算精度分別介於±5~12mm、±8~15mm以及±4~8mm，這種VBS-RTK相對定位技術，已可獲得高精度及可靠的成果。