GPS и морская карта: два датума

Датум №1 — горизонтальный: в какой сетке лежит ваша позиция

Широта и долгота ничего не значат, пока вы не скажете, в какой системе отсчёта они измерены; эта система и есть горизонтальный датум. GPS-приёмник вычисляет позиции в WGS84 (строго говоря — в согласованных с ним системах), и любая современная официальная карта построена на WGS84 или на родственной системе. Но мировой набор карт стар: множество карт в обращении — и почти все позиции в старых лоциях, реестрах затонувших судов и дайв-справочниках — снимались в местных датумах, созданных под один регион: ED50 в Европе и Средиземноморье, NAD27 в Америке, Tokyo Datum в Восточной Азии, OSGB36 под наземными картами Британии. Одна и та же физическая скала может отличаться в разных системах на 100–400 метров — известный пример: около 200 м между WGS84 и ED50 в Средиземном море.

Карты признаются в этом в заголовочном блоке. Ищите надпись «Positions refer to WGS84» («позиции даны в WGS84») — или, на старых листах, примечание о позициях, полученных со спутника, где указана поправка («positions should be moved 0.06′ south…»). Ошибка происходит незаметно: нанесите GPS-позицию в WGS84 на карту в старом датуме без поправки, и всё будет выглядеть правдоподобно, оставаясь стабильно неверным — вход в порт окажется в 150 м от того места, где его рисует карта. Британская наземная версия этой истории, с математикой, — в статье WGS84 и OSGB36.

Датум №2 — вертикальный: где находится нулевая глубина

Второй датум не имеет отношения к позиции. Каждая глубина на карте отсчитывается вниз от нуля глубин — выбранного уровня «нулевой воды». На картах, следующих международному соглашению (Британия и большая часть мира), нуль глубин совпадает с низшим астрономическим уровнем воды: это самый низкий уровень, до которого прилив может опуститься при любом обычном астрономическом сочетании. На картах США берут средний уровень наиболее низких малых вод — среднее из ежедневных более низких малых вод — то есть чуть более высокий нуль. В любом случае логика осторожная: указанная на карте глубина 2.0 м означает примерно наименьшее количество воды, какое вы там найдёте, а высота прилива на этот день (из таблиц приливов, отсчитанная от того же нуля) прибавляется сверху. Фактическая глубина ≈ глубина по карте + высота прилива.

Для высот система отсчёта переворачивается: подмостовые габариты и воздушные кабели измеряют от высокого датума (высшего астрономического уровня воды или среднего уровня высоких сизигийных вод), так что и они даны по худшему случаю. А эхолот добавляет свой собственный нуль — глубину установки датчика или линию воды, в зависимости от настройки. Поэтому эхолот, карту и таблицу приливов удаётся согласовать только тогда, когда вы знаете все три нуля. Приливная сторона этой истории продолжается на странице приливы и отливы.

Как согласовать GPS и карту

Закрыть разрыв помогают три привычки. Читайте заголовочный блок любой карты, по которой идёте: датум, единицы (метры или старые сажени и футы) и примечание о поправке к позициям; это один абзац, и в нём карта сама объясняет, как её правильно обманывать. Согласуйте настройку датума: картплоттеры и портативные приёмники умеют выдавать позиции не только в WGS84 именно по этой причине — при работе со старым листом поставьте в приёмнике датум карты или примените напечатанную поправку. Один раз проверьте по реальности: подведите судно к нанесённому на карту объекту — оконечности пирса, знаку — и убедитесь, что рассчитанная позиция ложится на него; постоянное смещение сразу выдаёт проблему с датумом.

Электронные карты в основном снимают вопрос датума №1 — официальные ENC сделаны в WGS84 — но каждую отметку глубины и её вертикальный датум они наследуют от бумажной съёмки, а часть этих съёмок вековой давности. Урок с датумами работает не только на море: всякий раз, когда позиция «переезжает» между двумя картами, первый подозреваемый — система отсчёта, а не сама определённая позиция. Это верно и для места для дайвинга, и для входа в порт.