ทำไมความสูง GPS ไม่ตรงกับแผนที่

จุดศูนย์สองแบบ

“ความสูง” ต้องมีพื้นผิวเริ่มนับ และตรงนี้มีอยู่สองอัน ดาวเทียมรับรู้ไม่ได้ว่าระดับน้ำทะเลอยู่ตรงไหน ค่าความสูงดิบจาก GPS จึงวัดจากทรงรี WGS-84 — ทรงกลมแป้นในอุดมคติที่ผิวเรียบสนิท แต่ระดับน้ำทะเลเดินตามแรงโน้มถ่วง และแรงโน้มถ่วงเดินตามมวลที่กระจายไม่เท่ากันของโลก จึงเกิดเป็นพื้นผิวขรุขระที่เรียกว่าจีออยด์ — ศูนย์ที่แผนที่ ป้ายบอกความสูง และสามัญสำนึกใช้กัน ระยะห่างระหว่างพื้นผิวสองอันนี้ (ค่าความสูงจีออยด์) อยู่ราว −100 ม. ทางใต้ของอินเดีย ไปจนถึง +85 ม. แถวนิวกินี ค่าความสูงดิบจาก GPS จึง 'ผิด' ไปได้หลายสิบเมตรทั้งที่ถูกต้องสมบูรณ์ — เพราะมันตอบคนละคำถาม

ทำไมมือถือมักถูก แต่เบราว์เซอร์บางทีไม่

มือถือรุ่นใหม่ใส่ค่าแก้จีออยด์ให้ก่อนแสดงความสูง ตัวเลขในแอปเดินป่าจึงมักเป็นความสูงเหนือระดับน้ำทะเลอยู่แล้ว แต่ Geolocation API ของเบราว์เซอร์อาจส่งค่าความสูงเหนือทรงรีดิบ ๆ ออกมา หรือไม่ส่งอะไรเลย นี่คือเหตุผลที่เครื่องมือบนเว็บให้ตัวเลขแปลกกว่าแอป เหนือความสับสนเรื่องพื้นผิวอ้างอิงยังมีความคลาดเคลื่อนในการวัดล้วน ๆ ซ้อนอยู่อีกชั้น เพราะดาวเทียม GPS ทุกดวงอยู่เหนือขอบฟ้าของคุณ ค่าแนวดิ่งจึงถูกยึดไว้ไม่แน่น และคลาดเคลื่อนราว 1.5–3 เท่าของแนวราบ ตำแหน่งที่แม่นระดับ 5 ม. ในแนวราบ อาจพลาดไป 15 ม. ในแนวดิ่งได้จริง ๆ

บารอมิเตอร์กับแบบจำลองภูมิประเทศ — อีกสองคำตอบ

มือถือและนาฬิกาเพิ่มบารอมิเตอร์เข้ามาอีกตัว: เก่งมากเรื่องการเปลี่ยนแปลงเชิงเปรียบเทียบ (รู้สึกได้ถึงบันได 3 ม. หนึ่งช่วง) แต่ค่าสัมบูรณ์ลอยไปเรื่อย เพราะอากาศเลื่อนเส้นฐานทุกชั่วโมง แอปออกกำลังกายจึงต้องปรับเทียบมันกับ GPS หรือจุดที่รู้ความสูงแน่นอน แหล่งที่สามคือแบบจำลองภูมิประเทศ (DEM): ตารางความสูงของผิวดินที่ได้จากการสำรวจ อย่างข้อมูล Copernicus ที่อยู่เบื้องหลังเครื่องมือวัดความสูงของเรา มันตอบคำถามว่า 'พื้นดินที่พิกัดนี้สูงเท่าไร' — แม่นสุด ๆ สำหรับยอดเนิน แต่มันรายงานพื้นดินเสมอ ต่อให้คุณอยู่ชั้นสิบก็ตาม

ความสับสนคลาสสิก เคลียร์ให้จบ

ความสูงติดลบตอนอยู่ชายหาด: ส่วนใหญ่คือช่องว่างระหว่างทรงรีกับจีออยด์ บางครั้งก็เป็นความคลาดเคลื่อนแนวดิ่งธรรมดา ทั้งสองอย่างปกติ ความสูงเด้งขึ้นลง ±10 ม. ทั้งที่คุณยืนนิ่ง: เป็นเรื่องของเรขาคณิตแนวดิ่งที่อ่อนแอ ให้ดูแนวโน้ม ไม่ใช่ตัวเลขที่กระพริบ ส่วน 'ความสูง' ของเครื่องบินเป็นระบบที่สามอีกแบบ — ความสูงตามความกดอากาศเทียบกับบรรยากาศมาตรฐาน เลข 10,000 ม. บนจอหลังเบาะจึงเอามาเทียบกับอะไรในหน้านี้ไม่ได้ คำที่ควรแยกให้ชัด: ความสูงภูมิประเทศ คือพื้นดินเหนือระดับน้ำทะเล ระดับความสูง คือตัวคุณเหนือระดับน้ำทะเล ส่วน ความสูงเหนือพื้น คือตัวคุณเหนือพื้นดิน

ควรเชื่อตัวเลขไหน?

ยืนอยู่บนพื้นและอยากได้คำตอบแบบแผนที่: ใช้แบบจำลองภูมิประเทศ — นี่คือค่าที่หน้าความสูงของฉันแสดงเป็นอันดับแรก โดยมีความสูงจาก GPS ของอุปกรณ์คุณวางไว้ข้าง ๆ ให้เทียบ บินโดรนหรือเล่นร่มร่อน: ใช้ GPS ผสมกับบารอมิเตอร์ เพราะคุณไม่ได้อยู่ติดพื้น ดูว่าไต่ขึ้นเท่าไรระหว่างวิ่ง: ใช้การเปลี่ยนแปลงเชิงเปรียบเทียบจากบารอมิเตอร์ การที่สามแหล่งให้ค่าต่างกัน 30 ม. ไม่ใช่บั๊กที่ต้องแก้ — มันคือเครื่องมือสามชิ้นที่ตอบคำถามคนละข้อ และตอนนี้คุณก็รู้แล้วว่าอันไหนตอบคำถามอะไร