Měření nadmořské výšky pomocí GPS

Autor
Měření nadmořské výšky pomocí GPS
Berete si s sebou GPS navigaci do hor a vrtá vám hlavou, proč často ukazuje jiné údaje o nadmořské výšce než cedule na rozcestníku nebo u vyhlídky? Problém spočívá v tom, že GPS přístroj dokáže změřit pouze výšku nad tzv. referenčním elipsoidem, který představuje matematický model Země.

Tento údaj je pak potřeba převést na nadmořskou výšku pomocí výpočtů, na jejichž přesnosti závisí výsledné číslo, které vám navigace zobrazí.

Zatímco u běžného využití GPS navigace v autě nebo při firemních geolokačních hrách vám plně postačí znát svoji polohu, během horské turistiky, jízdy na kole, lyžování i dalších venkovních aktivit a sportů se často hodí i znalost přesné nadmořské výšky. Přímo v terénu si tak můžete ověřit, kolik výškových metrů vám ještě zbývá vystoupat či naopak sestoupit k plánovanému cíli. Nebo si prohlédnout výškový profil absolvované trasy a sdílet jej s přáteli pomocí některé z aplikací, jako je například Wikiloc nebo Alpenvereinaktiv.

Není výška jako výška

Pro potřeby systému GPS je tvar Země nahrazen matematickým modelem v podobě tzv. referenčního elipsoidu. Kvůli nepravidelnému rozložení hmoty uvnitř zeměkoule odpovídá však její tvar spíše fyzikálnímu modelu zvanému geoid, který se od toho matematického liší na některých místech až o 100 m.

V Evropě se výška geoidu nad elipsoidem pohybuje mezi 40 až 50 m a konkrétně v České republice přibližně v rozmezí 42,5 m na východě a 47 m na západě. Pro přepočet výšky nad elipsoidem na výšku nad geoidem a tím i nadmořskou výšku využívají GPS přístroje celosvětové i lokální matematické modely, na jejichž parametrech závisí přesnost konečného výsledku.

S jakou přesností lze zjistit nadmořskou výšku?

Vlivem geometrie GPS satelitů je chyba při určování horizontální polohy mírně nižší než při měření nadmořské výšky, kterou dokážou přijímače v současné době zjistit s přesností 10 až 40 metrů.

Podobně jako v případě určování polohy závisí aktuální hodnota chyby na řadě parametrů – například na členitosti okolního terénu, dostupnosti družicového signálu či vlastnostech přijímače. Existuje však i řada přístrojů se zabudovaným barometrem, který pomáhá GPS navigaci určit nadmořskou výšku s přesností na 1 až 5 metrů.

GPS přijímače vybavené barometrem

Barometr využívá známého fyzikálního jevu snižujícího se tlaku vzduchu s klesající nadmořskou výškou a dokáže tak z naměřených změn tlaku určit i odpovídající výškový rozdíl. Protože však tlak vzduchu závisí i na počasí, které se na horách může velmi rychle měnit, je nutné klasické barometry pravidelně kalibrovat. GPS přístroje se o tento úkol postarají automaticky samy, ale lze je kalibrovat i manuálně na místech se známou nadmořskou výškou.

Předpovídejte počasí díky GPS

Kromě měření nadmořské výšky lze navigaci s vestavěným barometrem využít i k odhadům vývoje počasí na základě měření tlaku vzduchu. Tuto funkci ocení zejména horolezci či jachtaři, ale i běžní vysokohorští turisté.