WGS84 กับ OSGB36: ทำไม GPS กับแผนที่ OS ของคุณไม่ตรงกัน

ดาตัมคืออะไรจริง ๆ

โลกไม่ใช่รูปทรงเรียบร้อย ดังนั้นทุกระบบพิกัดจึงเริ่มจากการเลือก ทรงรี — ตัวแทนผิวเรียบ — แล้วกำหนดว่าจะวางมันไว้ตรงไหนแน่ ทรงรีที่วางไว้แล้วนั้นคือ ดาตัม WGS84 ใช้ทรงรีที่มีขนาดและจุดศูนย์กลางพอดีกับทั้งโลก เพราะดาวเทียมโคจรรอบทั้งโลก OSGB36 ใช้ Airy 1830 ซึ่งปรับขนาดและเอียงให้แนบกับบริเตนใหญ่ให้มากที่สุด เพราะในปี 1936 งานคือการทำแผนที่บริเตน ไม่ใช่ทำแผนที่โลก ไม่มีอันไหนผิด ทั้งสองเป็นคำตอบของคำถามที่ต่างกัน และจุดเดียวกันบนพื้นดินก็ได้ตัวเลขต่างกันในแต่ละระบบ

ความคลาดเคลื่อนใหญ่แค่ไหน

ถ้าเอาละติจูด/ลองจิจูดแบบ WGS84 ไปใช้เหมือนว่าเป็น OSGB36 จุดที่คุณลงจะเลื่อนไปราว 50 ถึง 120 เมตร โดยค่อย ๆ เปลี่ยนไปในแต่ละพื้นที่ของประเทศ นั่นไม่ใช่ความคลาดจากการปัดเศษ — มันคือทุ่งสองสามแปลง อยู่ผิดฝั่งแม่น้ำ หรือผิดหน้าผา และนี่คือเหตุผลที่ตัวเลขกริดแห่งชาติอังกฤษที่แอป GPS แสดงไม่เคยเป็นค่าดิบจากดาวเทียม มีอะไรบางอย่างที่ไหนบางแห่งแปลงดาตัมมาก่อนแล้ว คำถามเดียวคือแปลงด้วยวิธีไหน และแม่นแค่ไหน

การแปลงแบบ Helmert — เจ็ดตัวเลขที่ขยับโลกทั้งใบ

การแปลงตัวหลักคือ การแปลงแบบ Helmert: เลื่อนกรอบพิกัดทั้งกรอบไปตามสามแกน หมุนรอบสามแกน แล้วปรับมาตราส่วน — รวมเป็นเจ็ดตัวเลขที่ประกาศไว้ เมื่อใช้กับบริเตน ค่า Helmert ระดับประเทศของ Ordnance Survey แม่นราว 3 เมตร ขีดจำกัดนี้ไม่ได้มาจากความหยาบของเจ็ดตัวเลขนั้น แต่มาจากตัว OSGB36 เองที่บิดเบี้ยวเล็กน้อย มันสร้างขึ้นด้วยการวางโครงข่ายสามเหลี่ยมจากยอดเขาหนึ่งไปอีกยอดเขาหนึ่งด้วยเครื่องมือยุค 1930 และความยืดที่สะสมมานั้นแก้ไม่ได้ด้วยการเลื่อน-หมุน-ปรับมาตราส่วนแบบแข็งเพียงชุดเดียว เครื่องมือค่าอ้างอิงกริด ของเราใช้การแปลงแบบนี้ตรง ๆ และระบุความแม่นอย่างตรงไปตรงมา — อยู่ในช่องกริดหกหลักได้สบาย

OSTN15 — คำตอบระดับงานสำรวจ และสิ่งที่ต้องแลก

ถ้าจะเอาชนะการบิดเบี้ยว คุณต้องเลิกมองบริเตนเป็นก้อนแข็ง OSTN15 คือการแปลงอย่างเป็นทางการของ Ordnance Survey เป็นกริดขนาด 1 กม. ที่เก็บค่าเลื่อนของอีสติงและนอร์ทิงครอบคลุมทั่วประเทศ — เหมือนแผ่นยางที่ดูดซับความผิดเพี้ยนเฉพาะที่ของโครงข่ายสามเหลี่ยม มันให้พิกัดตรงกับค่ามาตรฐานราว 0.1 ม. และเป็นสิ่งที่อุปกรณ์ GNSS มืออาชีพและซอฟต์แวร์ GIS ใช้ สิ่งที่ต้องแลกคือตัวไฟล์กริดเอง: ข้อมูลค่าเลื่อนหลายเมกะไบต์ที่ต้องมาพร้อมกับซอฟต์แวร์ สำหรับแนวเขตที่ดินและงานวิศวกรรม เรื่องนี้ต่อรองไม่ได้ แต่สำหรับการอ่านช่องกริด 100 ม. บนภูเขา คำตอบแบบ Helmert ที่แม่น 3 เมตรคือเครื่องมือที่เหมาะ — ได้ทันที ใช้ออฟไลน์ได้ และละเอียดกว่าตำแหน่งที่ GPS จับได้ซึ่งป้อนเข้ามา

เรื่องนี้มีความหมายอย่างไรในทางปฏิบัติ

เดินป่า เล่นจีโอแคชชิง หรือเรียกทีมกู้ภัย: เครื่องมือสมัยใหม่ทุกตัวที่บอกว่าให้ค่ากริดแห่งชาติอังกฤษ ได้แปลงดาตัมมาให้คุณแล้ว คำถามในทางปฏิบัติมีเพียงว่าเป็นระดับ Helmert (หน่วยเมตร) หรือระดับ OSTN15 (หน่วยเซนติเมตร) และสำหรับคนที่ถือโทรศัพท์เครื่องหนึ่ง ความต่างนั้นมองไม่เห็นเลยเมื่อเทียบกับตัวตำแหน่งที่ GPS จับได้เอง (ทดสอบของคุณได้ที่หน้าความแม่นยำ GPS) งานสำรวจ ระบบข้อมูลแผนที่ หรืออะไรที่มีผลทางกฎหมาย: ให้ยืนยันใช้ OSTN15 และเมื่อพิกัดดูผิดไปราวร้อยเมตร ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าคำถามแรกที่ควรถามคือ ดาตัมไหน