Vì sao độ cao GPS không khớp với bản đồ

Hai mốc số không khác nhau

“Chiều cao” cần một mặt xuất phát, và ở đây có tới hai. Vệ tinh không cảm nhận được mực nước biển nằm ở đâu, nên độ cao GPS thô được đo từ ellipsoid WGS-84 — một hình cầu dẹt lý tưởng hóa, nhẵn thín. Nhưng mực nước biển đi theo trọng lực, còn trọng lực đi theo khối lượng phân bố không đều của hành tinh, tạo ra mặt gồ ghề gọi là geoid — mốc số không mà bản đồ, biển báo và trực giác đều dùng. Khoảng cách giữa hai mặt (độ lệch geoid) dao động từ khoảng −100 m ở phía nam Ấn Độ đến +85 m gần New Guinea. Vì vậy một độ cao GPS thô có thể 'sai' vài chục mét mà vẫn hoàn toàn đúng — nó đang trả lời một câu hỏi khác.

Vì sao điện thoại thường ổn còn trình duyệt thì đôi khi không

Điện thoại đời mới áp dụng hiệu chỉnh geoid trước khi hiển thị độ cao, nên con số trong ứng dụng đi bộ đường dài thường là độ cao so với mực nước biển trung bình. Tuy nhiên, Geolocation API của trình duyệt có thể chuyển thẳng độ cao ellipsoid thô, hoặc không trả về gì cả — đó là lý do công cụ web hiện những con số lạ hơn ứng dụng. Nằm trên sự lẫn lộn về mặt tham chiếu còn có sai số đo thuần túy: vì mọi vệ tinh GPS đều ở phía trên đường chân trời của bạn, lời giải theo phương đứng bị ràng buộc yếu và sai số của nó bằng 1,5–3 lần sai số ngang. Một lần định vị chính xác 5 m theo phương ngang hoàn toàn có thể lệch 15 m theo phương đứng.

Khí áp kế và mô hình địa hình — hai câu trả lời còn lại

Điện thoại và đồng hồ bổ sung một khí áp kế: tuyệt vời với mức chênh tương đối (nó cảm nhận được một tầng cầu thang cao 3 m) nhưng trôi dạt về giá trị tuyệt đối, vì thời tiết đẩy mốc nền đi theo từng giờ — đó là lý do các ứng dụng thể thao hiệu chỉnh lại nó theo GPS hoặc theo điểm đã biết. Nguồn thứ ba là mô hình địa hình (DEM): một lưới độ cao mặt đất dựng từ số liệu đo đạc, như dữ liệu Copernicus đứng sau công cụ độ cao của chúng tôi. Nó trả lời câu hỏi 'mặt đất tại tọa độ này cao bao nhiêu' — chắc như đinh đóng cột với một đỉnh đồi, nhưng nó vẫn báo mặt đất ngay cả khi bạn đang ở tầng mười.

Những nhầm lẫn kinh điển, gỡ cho xong

Độ cao âm ở bãi biển: thường là khoảng lệch ellipsoid/geoid, đôi khi chỉ là sai số đứng thông thường — cả hai đều bình thường. Độ cao nhảy ±10 m trong khi bạn đứng yên: hình học đứng yếu đang làm việc của nó; hãy nhìn xu hướng chứ đừng nhìn từng nhịp nhảy. 'Độ cao' của máy bay lại là hệ thứ ba nữa — độ cao áp suất so với khí quyển tiêu chuẩn, nên 10.000 m trên màn hình sau lưng ghế không nên đem so với bất cứ con số nào ở đây. Vài chữ đáng phân biệt cho rõ: cao độ là mặt đất so với mực nước biển, độ cao là bạn so với mực nước biển, chiều cao là bạn so với mặt đất.

Nên tin con số nào?

Đang đứng trên mặt đất và muốn câu trả lời của bản đồ: mô hình địa hình — đó là thứ trang độ cao hiện ra đầu tiên, kèm độ cao GPS của thiết bị bên cạnh để so sánh. Bay drone hay chơi dù lượn: kết hợp GPS với khí áp kế, vì bạn không ở trên mặt đất. Đánh giá một đoạn leo dốc khi chạy bộ: mức chênh tương đối của khí áp kế. Thấy các nguồn lệch nhau 30 m không phải là lỗi cần sửa — đó là ba thiết bị trả lời ba câu hỏi khác nhau, và giờ bạn đã biết mỗi thiết bị trả lời câu hỏi nào.