Чому GPS-висота не збігається з картою

Два різні нулі

«Висота» потребує поверхні, від якої її рахують, а таких поверхонь тут дві. Супутники не відчувають, де саме рівень моря, тому сира GPS-висота відлічується від еліпсоїда WGS-84 — гладкої ідеалізованої сплюснутої сфери. Але рівень моря йде за гравітацією, а гравітація — за нерівномірним розподілом маси планети, і це дає горбисту поверхню, яку називають геоїдом: саме цей нуль використовують карти, дорожні знаки та здоровий глузд. Проміжок між поверхнями (ундуляція геоїда) коливається приблизно від −100 м на південь від Індії до +85 м біля Нової Гвінеї. Тому сира GPS-висота може «помилятися» на десятки метрів і бути при цьому цілком правильною — вона відповідає на інше питання.

Чому телефон зазвичай має рацію, а браузер — не завжди

Сучасні телефони застосовують поправку на геоїд, перш ніж показати вам висоту, тому число в туристичному застосунку — це зазвичай висота над рівнем моря. А от Geolocation API браузера може віддати сиру еліпсоїдну висоту або не віддати нічого — тому вебінструменти показують дивніші числа, ніж застосунки. Поверх плутанини з поверхнями відліку лежить звичайна похибка вимірювання: усі супутники GPS перебувають вище за ваш горизонт, тому вертикальна складова визначена слабко, і її похибка у 1,5–3 рази більша за горизонтальну. Позиція, точна по горизонталі до 5 м, цілком може промахнутися на 15 м по вертикалі.

Барометри й моделі рельєфу — ще дві відповіді

Телефони й годинники додають барометр: він чудово ловить відносну зміну (відчуває 3 м сходів), але в абсолютних значеннях пливе, бо погода щогодини зсуває базовий рівень — тому фітнес-застосунки перекалібровують його за GPS чи відомими точками. Третє джерело — модель рельєфу (ЦМР): сітка висот землі, побудована за даними знімання, як-от дані Copernicus, на яких працює наш інструмент висоти. Вона відповідає на питання «яка висота землі в цих координатах» — бездоганно для вершини пагорба, але показує саме землю, навіть коли ви на десятому поверсі.

Класичні непорозуміння — розібрано

Від’ємна висота на пляжі: зазвичай це проміжок між еліпсоїдом і геоїдом, іноді — звичайна вертикальна похибка; і те, і те — нормально. Висота скаче на ±10 м, поки ви стоїте на місці: так поводиться слабка вертикальна геометрія — дивіться на тенденцію, а не на посмикування. «Висота» в літаку — це знову третя система: барометрична висота відносно стандартної атмосфери, тому 10 000 м на екрані в спинці крісла не варто порівнювати ні з чим із написаного тут. Терміни, які варто розрізняти: висота рельєфу — це висота землі над рівнем моря, абсолютна висота — це ваша висота над рівнем моря, відносна висота — це ваша висота над землею.

Якому числу вірити?

Стоїте на землі й хочете відповідь, яку дає карта: модель рельєфу — саме її першою показує сторінка висоти, а поруч для порівняння — GPS-висота вашого пристрою. Керуєте дроном або летите на параплані: поєднання GPS і барометра, бо ви не на землі. Оцінюєте набір висоти на пробіжці: відносна зміна за барометром. Розбіжність у 30 м між джерелами — не помилка, яку треба виправити: це три прилади, що відповідають на три різні питання, і тепер ви знаєте, на яке саме відповідає кожен.