多時期大地框架融合與偵錯

Abstract

在空間資訊工程領域中，坐標為描述三維資訊最核心的一種方式，唯有正確的坐標參考框架才能將各種資訊相互定位與連結。隨著科技的進步，大地測量技術更趨成熟與普及，近年來密集佈署之衛星追蹤站除了能夠進行高精度定位外，更可透過連續追蹤觀測掌握地表隨時間變動之情形，然而在產生框架解算成果時可能因使用不同追蹤站、不同時期資料或處理策略造成彼此間的差異，因此如何有效建立統一的地表參考框架以處理各層面的問題為一重要課題。本研究在同時考慮時間因素與各框架成果品質下以最小二乘法為基礎建立一套框架融合處理流程，透過動態框架轉換模型配合方差分量估計技術與精度時間函式融合不同時刻下之坐標與速度場，同時採用粗差偵測技術輔以監測參考框架品質，期望目標為適當的重新建構各框架成果之隨機特性，提升框架融合成果之合理性與可靠度。根據數值成果顯示，本研究所建立的框架融合流程能夠在嚴謹的考慮地表隨時間變動情形下，有效處理不同時期框架間的轉換關係，並且透過方差分量估計與精度時間函式還原合理之方差協方差矩陣，給予更可靠的融合成果與精度評估，同時透過方差分量估計輔助粗差偵測，有效提升偵錯成功率近至30%。此外，利用動態框架融合參數對原始方差協方差矩陣進行誤差傳播，可得到融合成果所對應之方差協方差矩陣，完整提供融合成果之相關統計描述作為後續各種應用之參考依據。

As geodetic techniques advances, the time-variant signals on earth’s surface due to crustal motions can be precisely observed by continuous tracking stations spreading around the world. At the same time, the terrestrial reference frames produced by different institutes and/or at different epochs may imply different reference frame definitions, since various tracking stations and processing strategies are involved. In this study, an approach for integrating multiple terrestrial reference frame solutions is proposed. A time-variant transformation model, together with the variance component estimation technique and rule of thumb formula are applied while integrating the solutions across time. It has been illustrated that the proposed approach is capable of properly reconstructing the statistical connotations of different reference frame solutions. Consequently, one can obtain a more reasonable integrated solution for any subsequent applications when the proposed approach is implemented.