Mengapa altitud GPS tidak sama dengan peta

Dua sifar yang berbeza

“Ketinggian” memerlukan permukaan permulaan, dan ada dua yang digunakan. Satelit tidak dapat mengesan di mana aras laut berada, jadi ketinggian GPS mentah diukur dari elipsoid WGS-84 — sfera licin dan pipih yang diidealkan. Tetapi aras laut mengikut graviti, dan graviti pula mengikut taburan jisim planet yang tidak sekata, lalu menghasilkan permukaan berbonggol yang dipanggil geoid — sifar yang digunakan oleh peta, papan tanda dan gerak hati kita. Jurang antara kedua-dua permukaan itu (undulasi geoid) berkisar antara kira-kira −100 m di selatan India hingga +85 m berhampiran New Guinea. Oleh itu ketinggian GPS mentah boleh ‘salah’ sebanyak puluhan meter sedangkan ia betul sepenuhnya — ia sedang menjawab soalan yang berbeza.

Kenapa telefon biasanya betul dan pelayar kadangkala tidak

Telefon moden menggunakan pembetulan geoid sebelum memaparkan altitud kepada anda, jadi nombor dalam apl pendakian biasanya ialah ketinggian dari aras laut purata. Namun Geolocation API pelayar mungkin menyalurkan ketinggian elipsoid yang mentah, atau tiada langsung — sebab itulah alat web memaparkan nombor yang lebih pelik berbanding apl. Di atas kekeliruan permukaan rujukan itu ada ralat pengukuran biasa: kerana setiap satelit GPS berada di atas ufuk anda, penyelesaian menegak lemah kekangannya dan ralatnya mencecah 1.5–3 kali ganda ralat mendatar. Bacaan yang tepat 5 m secara mendatar boleh benar-benar tersasar 15 m secara menegak.

Barometer dan model rupa bumi — dua jawapan yang lain

Telefon dan jam tangan menambah barometer: sangat bagus untuk perubahan relatif (ia merasai tangga setinggi 3 m) tetapi hanyut dari segi mutlak, kerana cuaca menggerakkan garis asasnya setiap jam — sebab itulah apl kecergasan menentukur semula barometer terhadap GPS atau titik yang diketahui. Sumber ketiga ialah model rupa bumi (DEM): grid ketinggian tanah yang diperoleh daripada kerja ukur, seperti data Copernicus di sebalik alat ketinggian kami. Ia menjawab soalan ‘berapa tinggi tanah pada koordinat ini’ — kukuh untuk puncak bukit, tetapi ia tetap melaporkan aras tanah walaupun anda berada sepuluh tingkat di atasnya.

Kekeliruan klasik, diselesaikan

Altitud negatif di pantai: biasanya jurang antara elipsoid dan geoid, kadangkala ralat menegak biasa — kedua-duanya normal. Altitud melompat ±10 m sedangkan anda berdiri diam: itulah kerja geometri menegak yang lemah; perhatikan arah alirannya, bukan setiap lonjakan kecil. ‘Altitud’ dalam kapal terbang pula sistem ketiga — altitud tekanan terhadap atmosfera piawai, sebab itulah 10,000 m pada paparan di belakang kerusi tidak sepatutnya dibandingkan dengan apa-apa di sini. Istilah yang berbaloi dibezakan: ketinggian ialah aras tanah dari aras laut, altitud ialah kedudukan anda dari aras laut, tinggi ialah kedudukan anda dari permukaan tanah.

Nombor mana yang patut anda percaya?

Berdiri di atas tanah dan mahukan jawapan peta: model rupa bumi — itulah yang dipaparkan dahulu oleh halaman ketinggian, dengan altitud GPS peranti anda di sebelahnya untuk perbandingan. Menerbangkan dron atau meluncur dengan payung luncur: gabungan GPS dan barometer, kerana anda tidak berada di atas rupa bumi. Menilai pendakian semasa berlari: perubahan relatif barometer. Melihat percanggahan 30 m antara sumber bukanlah pepijat yang perlu dibaiki — ia tiga alat yang menjawab tiga soalan berbeza, dan kini anda tahu soalan mana yang dijawab oleh setiap satu.