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用 GPS 定觀測位置

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發表於 2010-11-4 13:49:40 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
用全球衛星定位系統(Global Positioning System)接收器找出觀測位置

現在一般使用的GPS衛星接收器都能夠顯示經、緯度至秒甚至十分一秒,顯示出來的位置並不代表這一定是正確位置,使用者須留意GPS上顯示當時接收衛星的位置誤差數值EPE(Estimated Position Error),通常以距離(單位:米)來表示,正常情況下這個數字應該低於15米,超過這個數值便不應採用。部份的GPS用顯示稀釋準確度DOP(Dilution of Precision)來表示當時衛星定位的精確度,DOP是由GDOP(Geometry DOP)、PDOP(Position DOP)、HDOP(Horizontal DOP)、VDOP (Vertical DOP)和TDOP(Time clock offset)等因素構成,顯示的數字越小表示準確程度越高。觀測者應該將當時顯示的經、緯度,連同位置誤差數值(EPE或者DOP、PDOP等數字)一同記錄下來。有一部份的GPS附有利用接收一段時間(例如:10分鐘),然後利用加權平均演算位置(position averaging)方法來提高定位準確程度,有這種功能的GPS接收器,最好啟動position averaging功能以便位置精確能夠達至5至10米以內。
 樓主| 發表於 2010-11-4 13:50:08 | 顯示全部樓層
有Differential GPS訊號接收設備的天文同好可以將Differential GPS天線的接收頻道人手或自動追蹤(視乎天線和GPS接收器型號)調校至香港政府以無線電廣播的GPS修正訊號,訊號接收設定如下:

廣播時間:24小時
發射頻率:289.0 kHz
Bit Rate:200 bps
Differential 數據格式:Radio Technical Commission for Maritime Services (RTCM) SC- 104 Version 2.0 format.
發射範圍:50 千米(共兩個發射站:編號852和853)
接收器傳送速度:4800 baud
當GPS接收到修正訊號後,會顯示觀測者與GPS修正訊號發射站的距離(單位:米或千米),修正訊號的強弱(單位:分貝,數字越大表示訊號越強,最大是31分貝,0=無訊號)

利用GPS修正訊號,定位準確程度可提升至1至5米範圍以內,若果再加上啟動position averaging功能,定位準確程度最高可達0.5米範圍。
 樓主| 發表於 2011-1-20 05:29:40 | 顯示全部樓層
匯報觀測位置時須留意採用的 GPS 顯示的地面高度。很多新版的 GPS 是顯示 MSL (Mean Sea Level) 高度而非 WGS84 。這是因為 WGS 84 很多時與地圖所用的水平面高度 MSL 有很大的差異,所以較新的 GPS 將 WGS 84 - GeoidValue (大地水準面數值) 來顯示觀測位置的 MSL。



世界各地的 Geoid Value 可以在以下網頁,輸入觀測位置經、緯度,然後找出來

http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/egm96/intpt.html

如果要換算成 WGS 84 = MSL + Geoid Value

WGS 84 與 Mean Sea Level 及觀測者 GPS 天線的高度位置關係。


 樓主| 發表於 2011-1-20 05:31:11 | 顯示全部樓層
1984 年訂立的 World Geodetic System (WGS84) 於 1996 年有重大更新,稱為 Earth GravityModel 1996 (EGM96),這個更新又在 2004 年再修訂。附圖是世界各地 EGM96(即WGS84更新版) 的高度與當水平高度差異的等高線。範圍由 -105 米至 + 85 米,可見兩者可以相差達 190 米。

Credit: J. Frawley (NASA GSFC)
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