潮位与波浪观测GPS浮标之研发.pdf

潮位與波浪觀測 浮標之研發 GPS 1 1 1,2 1,2 林演斌 陳聖學 黃清哲 高家俊 1 國立成功大學近海水文中心 2 國立成功大學水利及海洋工程學系 摘 要 交通部從美國引進新一代潮位計，研發完成新一代潮位觀測系統，並推廣利用，成為 中央氣象局、水利署與內政部等單位作業化潮位觀測站之標準。由於潮位計與靜水井需附 掛在碼頭構造物架設，絕大部分設置在港內，僅有極少數潮位站利用海上觀測樁觀測。由 於漲退潮時，海水流動受港口構造物影響，港內與港外之潮高與潮時，皆可能產生差異， 其差異仍有待探討。此外，進行地形水深測量時，常採用鄰近岸邊之潮位修正水深，由於 港內外之潮位差異，仍可能導致誤差。綜合所述，發展港外潮位觀測技術，對於港內外潮 位特性差異，能提供佐證資料，在地形水深測量時，亦能提供港外潮位資料作修正。本研 究結合資料浮標與 技術，發展出 浮標，以進行即時的潮 RTK (Real-Time Kinematic) GPS GPS 位觀測，其中潮位資料與蘇澳潮位站資料比較，均方根誤差小於 。此外，亦應用 10 cm GPS 浮標所直接地量測的水位原始數據，從時間與頻率領域，驗證了以加速度計間接地計算波 浪之正確性。 關鍵字：資料浮標，即時， ， ，水位原始數據 GPS VBS-RTK 使用之加速度計數據，經過一連串分析流程，可獲得 一、前言 間接的水位時序列資料。若能收集另外儀器所直接 觀測資料，加以驗證由加速度所獲得水位時序列資 潮位之高低變化對於海岸及港灣地區的活動與 料之正確性，則能掌握異常波浪資訊之可靠度。本研 安全有很大影響，例如船舶進出港灣需將潮位資料 究所研發的 浮標能直接觀測水位原始數據，能驗 納入作為進出港口操船決策依據。另外，將潮位資料 GPS 證利用加速度所獲得之間接數據，此外，本研究亦針 依照學理分析，可以準確地預測天文潮變化，為海岸 對波譜驗證進行探討。 地區防災決策所需的基本資訊。設置在海岸之潮位 站依據天文潮位變化，可分析颱風警報期間之暴潮 二、文獻探討 偏差與海嘯警報期間之異常水位變化。可見潮位即 時觀測之重要性。 Harigae et al. [1]利用低成本之汽車導航等級GPS 國內各單位基於業務職掌需要而進行潮位觀測， 接收器，研發高通濾波器及波浪分析方法，以觀測波 為能維持長期運作，大多於港內穩固的結構物處架 高、週期與波向，其波高準確度為公分等級，波向準 設儀器，所使用之儀器技術有壓力式、新一代音波式 確度為5 degrees 。其研究將低頻訊號濾除，因此無法 等。然而由於各