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基本測量

一、測量基準

依國土測繪法第3條第6款規定,測量基準係指實施國土測繪之基本準據,包括大地基準、高程基準及重力基準等。

衛星追蹤站(大地基準)、潮位站(高程及深度基準)及重力基準站(重力基準)之測量成果為參考系統訂定、維護之重要依據,應以長期自動觀測方式設置,俾使其測量成果得以追溯、回復;其成果並應作統計分析。

(一)衛星追蹤站為一全天候二十四小時連續觀測衛星訊號之無人接收站,由於其接收之衛星資料豐富,追蹤站本身坐標經年累月每日重複計算,精度極高可做為衛星控制點測量之基準。


衛星追蹤站分布
衛星追蹤站分布

陽明山衛星追蹤站
陽明山衛星追蹤站

(二)依文獻記載,臺灣最早之水準原點,係位於日據時期的基隆大沙灣(現在中正路附近),並以社寮島(現稱和平島)的平均海水面高度作為繪製全臺灣堡圖(地形圖)的基準,也是當時觀測新高山(玉山)海拔高度的起算點。嗣民國64年間內政部辦理全臺灣環線水準測量時,首次在基隆市海門公園內設置水準原點,並以基隆港平均海水面為參考高度。民國91年後改採雙水準點(石樁與不銹鋼樁各1個)設計,藉以提高點位精度,惟為配合基隆港東岸聯外道路工程興建,目前已遷移至國立海洋科技博物館對面的公園綠地。新居坐落岩盤穩固,加上交通便利、視野開闊,將可長期作為測量各地包括玉山海拔高度的基準並永久保存。

水準原點環景
水準原點環景

(三)重力,是大地測量、地球物理、度量衡應用的基本數據,也是國土監測、資源探勘、環境變遷評估的重要參數。有鑑於此,內政部自92年開始規劃建置「國家重力基準站」, 93年國防部同意提供位於新竹市十八尖山東入口的坑道,同年,內政部委託工研院修繕坑道,並引進精密儀器設備,與國內外專業機構技術合作,歷時2年,於95年底正式完工驗收。

國家重力基準站(新竹市十八尖山東入口)
國家重力基準站(新竹市十八尖山東入口)

(參考內政部地政司衛星測量中心:https://gps.moi.gov.tw/sscenter/introduce/infopage.aspx)

二、基本控制測量

依國土測繪法第3條第8款規定,基本控制測量係指以精密測算點位坐標、高程或其他相關資料,提供整體測繪作業之依據,並以全國整體控制測量需求為目的之測量。其所測設之點位稱為基本控制點。大區域之控制測量早期以三角(邊)測量或精密導線測量為主,因涵蓋土地面積廣、誤差限制嚴格、精度要求高,屬於全面性之控制測量。

隨著GPS衛星定位技術應用在控制測量已趨成熟及普遍,定位精度可達到公分級,作業方面具有點位測設不需考慮網形強度、通視問題,外業測量不受天候限制及測量時間縮短等優點,促使目前臺灣地區地籍圖重測控制測量作業已全面採用GPS衛星定位技術,大幅提昇測量效率、精度與品質。

基本控制點為土地測量與各項工程建設之主要依據,內政部為建立統一之國家坐標系統,配合目前GPS衛星定位測量技術廣泛應用之潮流趨勢,乃應用全球定位系統,於82及83年度分別設立陽明山、鳳林、北港、太麻里、墾丁、馬祖、金門、東沙等8個衛星追蹤站,由此8個衛星追蹤站加上中央研究院國際聯測站TAIW與全世界之追蹤站聯測方式,計算追蹤站之國際參考框架ITRF坐標值作為參考框架,採用國際GRS80參考橢球,建立新的國家坐標系統TWD97,於臺閩地區施測一等點105點,二等點617點,組成一高精度國家級控制點系統。

臺北市一等衛星控制點分佈圖
臺北市一等衛星控制點分佈圖
七星山一等衛星控制點
七星山一等衛星控制點

臺北市二等衛星控制點分佈圖
臺北市二等衛星控制點分佈圖
白雲山二等衛星控制點
白雲山二等衛星控制點