Proč výška z GPS nesouhlasí s mapou?

Dvě různé nuly

„Výška“ potřebuje výchozí plochu a v hře jsou dvě. Družice nedokážou vycítit, kde je hladina moře, takže surové výšky z GPS se měří od elipsoidu WGS-84 — hladké idealizované zploštělé koule. Hladina moře se ale řídí gravitací a gravitace nerovnoměrně rozloženou hmotou planety, což vytváří hrbolatou plochu zvanou geoid — nulu, kterou používají mapy, cedule i intuice. Rozdíl mezi oběma plochami (undulace geoidu) sahá od zhruba −100 m jižně od Indie po +85 m u Nové Guineje. Surová výška z GPS proto může být „špatná“ o desítky metrů, a přesto naprosto správná — odpovídá totiž na jinou otázku.

Proč telefon obvykle sedí a prohlížeč občas ne

Moderní telefony opravu na geoid použijí dřív, než vám výšku ukážou, takže číslo v turistické aplikaci je obvykle nadmořská výška nad střední hladinou moře. Geolocation API prohlížeče ale může propustit surovou elipsoidickou výšku, nebo žádnou — proto webové nástroje ukazují podivnější čísla než aplikace. Na zmatku v referenčních plochách sedí ještě prostá chyba měření: protože každá družice GPS je nad vaším obzorem, je svislé řešení slabě určené a jeho chyba dosahuje 1,5–3× chyby vodorovné. Poloha přesná vodorovně na 5 m se může poctivě mýlit o 15 m ve svislém směru.

Barometry a modely terénu — další dvě odpovědi

Telefony a hodinky přidávají barometr: skvělý na relativní změnu (ucítí 3 m schodiště), ale absolutně ujíždí, protože počasí posouvá výchozí hodnotu každou hodinu — proto ho fitness aplikace dokalibrovávají podle GPS nebo známých bodů. Třetím zdrojem je model terénu (DEM): měřením získaná mřížka výšky terénu, jako data Copernicus za naším nástrojem na nadmořskou výšku. Odpovídá na otázku „jak vysoko je terén v těchto souřadnicích“ — naprosto spolehlivě pro vrchol kopce, jenže hlásí zem i tehdy, když jste deset pater nad ní.

Klasické zmatky, vyjasněné

Záporná výška na pláži: obvykle rozdíl mezi elipsoidem a geoidem, občas prostá svislá chyba — obojí je normální. Výška skákající o ±10 m, když stojíte na místě: slabá svislá geometrie dělá své; sledujte trend, ne jednotlivé odečty. „Výška“ v letadle je zase třetí systém — tlaková výška vůči standardní atmosféře, a proto se 10 000 m na displeji v opěradle nedá porovnávat s ničím zdejším. Pojmy, které stojí za rozlišení: nadmořská výška je terén nad hladinou moře, absolutní výška jste vy nad hladinou moře, relativní výška jste vy nad terénem.

Které hodnotě věřit?

Stojíte na zemi a chcete odpověď z mapy: model terénu — ten zobrazuje stránka nadmořské výšky jako první a vedle něj pro porovnání výšku z GPS vašeho zařízení. Letíte s dronem nebo na padákovém kluzáku: kombinace GPS a barometru, protože nejste na terénu. Posuzujete stoupání při běhu: relativní změna z barometru. Rozdíl 30 m mezi zdroji není chyba, kterou je třeba opravit — jsou to tři přístroje odpovídající na tři různé otázky, a teď víte, na kterou otázku odpovídá každý z nich.