普考申論題
112年
[氣象] 大氣測計學概要
第 三 題
三、高空風場的觀測，早期使用無線電三角定位，現今用GPS定位，兩者有何異同？（25分）
📝 此題為申論題
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看到此題，應先點出高空測風的核心原理：追蹤探空氣球（Lagrangian tracer）的三維座標隨時間之變率。接著以對比方式展開：從量測物理機制（地面被動測角與測距 vs. 衛星主動測距與都卜勒頻移）、系統架構（大型追蹤天線 vs. 輕量化全向天線），最後必須引用 WMO CIMO Guide 對於誤差來源與精度（低仰角誤差放大 vs. 全球一致高精度）的規範來作結。
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【破題】 高空風場（Upper-air Wind）觀測之核心，在於追蹤隨風飄移之探空氣球（Lagrangian tracer）的三維空間座標隨時間之變率。早期與現今技術分別仰賴地面無線電測向與全球導航衛星系統（GNSS/GPS），兩者在量測機制、系統架構及 WMO 規範之誤差分析上有顯著差異。 【論述】
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高空測風技術比較
💡 比較無線電測角與 GPS 衛星定位於高空測風之機制、限制與精度差異。
| 比較維度 | 無線電三角定位 | VS | GPS 定位 (GNSS) |
|---|---|---|---|
| 量測機制 | 地面站定向天線測角 | — | 衛星載波測距/測速 |
| 低仰角影響 | 仰角<15度誤差劇增 | — | 不受仰角與距離限制 |
| 地面設備 | 大型機械伺服天線 | — | 輕量化全向性天線 |
| 測風精度 | 風速誤差 > 5 m/s | — | 風速誤差 < 1 m/s |
💬GPS 定位克服了傳統技術在強風與遠距下的觀測死角，提供更高精度之垂直風場資料。
