למה גובה ה-GPS לא תואם למפה?

ה-GPS מודד גובה מעל אליפסואיד מתמטי חלק, והמפות מודדות גובה מעל מפלס פני הים הממוצע — הגאואיד. ההפרש בין שני משטחי הייחוס נע בטווח של −100 עד +85 מטר, תלוי היכן אתם נמצאים. הוסיפו לכך את השגיאה האנכית של GPS, שגדולה מטבעה, ותקבלו פער שהוא צפוי — לא תקלה.

מבוסס הרשאה · פרטי · פועל ב-Chrome, Safari, Firefox, Edge

שני אפסים שונים

פני השטח (אתם)גאואיד — מפלס פני הים הממוצעגבשושי: עוקב אחרי הכבידה · המפות מודדות מכאןאליפסואיד WGS-84משטח ייחוס חלק · אפס GPSגובה (לפי המפה)גובה GPSהפער: −100 מ' … +85 מ'
אותה פסגה, שני אפסים שונים: ה-GPS סופר מהאליפסואיד החלק, והמפות ממפלס פני הים הגבשושי.

ל«גובה» דרוש משטח התחלה, וכאן יש שניים. הלוויינים אינם יכולים לחוש היכן עובר מפלס פני הים, ולכן גבהי GPS גולמיים נמדדים מפני האליפסואיד WGS-84 — כדור אידיאלי, חלק ומעוך מעט בקטבים. אבל מפלס הים נשמע לכבידה, והכבידה נשמעת לפיזור המסה הלא אחיד של כדור הארץ, וכך נוצר המשטח הגבשושי שנקרא גאואיד — האפס שבו משתמשים המפות, השלטים והאינטואיציה. הפער בין שני המשטחים (גליות הגאואיד) נע בין −100 מ' בערך מדרום להודו לבין +85 מ' ליד גינאה החדשה. לכן גובה GPS גולמי יכול להיות «שגוי» בעשרות מטרים ובכל זאת נכון לחלוטין — הוא פשוט עונה על שאלה אחרת.

למה הטלפון בדרך כלל צודק והדפדפן לפעמים לא

טלפונים מודרניים מחילים את תיקון הגאואיד לפני שהם מציגים לכם גובה, ולכן המספר באפליקציית טיולים הוא בדרך כלל גובה מעל מפלס פני הים הממוצע. לעומת זאת, ממשק המיקום של הדפדפן עשוי להעביר את הגובה האליפסואידי הגולמי כמו שהוא, או לא להעביר גובה כלל — ולכן כלי ווב מציגים מספרים מוזרים יותר מאפליקציות. ומעל בלבול משטחי הייחוס יושבת שגיאת מדידה פשוטה: מכיוון שכל לוויין GPS נמצא מעל האופק שלכם, הפתרון האנכי מוגבל בצורה חלשה והשגיאה שלו גדולה פי 1.5–3 מהשגיאה האופקית. קיבוע שמדויק ל-5 מ' אופקית יכול בהחלט לסטות ב-15 מ' אנכית.

ברומטרים ומודלי שטח — שתי התשובות האחרות

טלפונים ושעונים מוסיפים ברומטר: מצוין בשינוי יחסי (הוא מרגיש גרם מדרגות של 3 מ') אבל נודד בערך המוחלט, כי מזג האוויר מזיז את קו הבסיס משעה לשעה — ולכן אפליקציות כושר מכיילות אותו מחדש מול GPS או מול נקודות ידועות. המקור השלישי הוא מודל שטח (DEM): רשת של גובה הקרקע שנגזרת ממדידות, כמו נתוני Copernicus שמאחורי כלי הגובה שלנו. הוא עונה על השאלה «כמה גבוהה הקרקע בקואורדינטות האלה» — יציב לחלוטין לפסגת גבעה, אבל הוא מדווח על הקרקע גם כשאתם עשר קומות מעליה.

הבלבולים הקלאסיים, פתורים

גובה שלילי בחוף: בדרך כלל זה הפער בין האליפסואיד לגאואיד, מדי פעם סתם שגיאה אנכית — ושניהם נורמליים. הגובה קופץ ±10 מ' בזמן שאתם עומדים במקום: זו הגאומטריה האנכית החלשה עושה את שלה; עקבו אחרי המגמה, לא אחרי הקפיצות. «גובה» של מטוס הוא שוב מערכת שלישית — גובה לחץ מול אטמוספירה תקנית, ולכן אין טעם להשוות 10,000 מ' על המסך שבגב המושב לשום מספר כאן. מונחים ששווה להפריד ביניהם: גובה הקרקע הוא גובה פני הקרקע מעל פני הים, גובה מוחלט הוא הגובה שלכם מעל פני הים, וגובה יחסי הוא הגובה שלכם מעל הקרקע.

באיזה מספר כדאי לבטוח?

אתם עומדים על הקרקע ורוצים את תשובת המפה: מודל השטח — זה מה שדף הגובה מציג ראשון, ולצדו גובה ה-GPS של המכשיר שלכם להשוואה. מטיסים רחפן או ממריאים במצנח רחיפה: שילוב של GPS וברומטר, כי אתם לא על הקרקע. אומדים טיפוס בריצה: השינוי היחסי של הברומטר. פער של 30 מ' בין המקורות אינו תקלה שצריך לתקן — אלה שלושה מכשירים שעונים על שלוש שאלות שונות, ועכשיו אתם יודעים על איזו שאלה עונה כל אחד.

למה ה-GPS מראה גובה לא נכון ההבדל בין גובה אליפסואידי לגובה מעל פני הים

שאלות נפוצות

למה הגובה ב-GPS פחות מדויק מהמיקום האופקי?
כי כל לווייני ה-GPS נמצאים מעל האופק שלכם ואף לוויין אינו מתחתיכם, ולכן הפתרון האנכי מוגבל גאומטרית. השגיאה האנכית גדולה בדרך כלל פי 1.5 עד 3 מהאופקית: דיוק של 5 מ' אופקית פירושו כ-15 מ' אנכית.
למה הטלפון מראה גובה שלילי ליד הים?
בחלק גדול מהעולם האליפסואיד גבוה ממפלס פני הים, ולכן גובה GPS גולמי יורד מתחת לאפס. הוסיפו לכך כמה מטרים של שגיאה אנכית רגילה. מפות ורוב האפליקציות כבר מחילות את תיקון הגאואיד, ולכן אצלן המספר נראה תקין.
באיזה גובה כדאי לבטוח: GPS, ברומטר או המפה?
לגובה הקרקע שמתחתיכם: מודל השטח של המפה. למדידת טיפוס בהליכה או בריצה: הברומטר, שמצטיין בשינוי יחסי. באוויר, ברחפן או במצנח רחיפה: שילוב של GPS וברומטר. כל מכשיר עונה על שאלה אחרת.

הצג באנגלית: Why GPS Altitude Doesn't Match the Map · עברית