Uporaba GPS v Sloveniji

Nekaj praktičnih napotkov in izkušenj

1. Oblika Zemlje, datum in projekcija

Že dolgo je znano, da Zemlja ni čisto okrogla, ampak ima približno obliko nekoliko sploščenega rotacijskega elipsoida. Z drugimi besedami, premer Zemlje merjen od severnega do južnega pola je nekoliko manjši od premera Zemlje na ekvatorju. Leta 1984 so s pomočjo satelitov ponovno premerili Zemljo in zelo natančno določili njen polmer ('a' na spodnji shematični, močno pretirani risbi Zemlje) in sploščenost (b/a).

Davno, predno so bili na razpolago sateliti, so geodeti že vedeli, da Zemlja vendarle ni pravilen elipsoid in da zaradi nehomogenosti v notranjosti Zemlje morska gladina odstopa od površine WGS84 elipsoida ponekod celo skoraj 100 metrov, namišljena morska gladina je polna izboklin in vdolbin. Da bi čim bolje upoštevali te nepravilnosti v obliki Zemlje, je veliko držav izbralo središče, polmer in sploščenost Zemlje tako, da se je elipsoid čim bolje prilegal njihovem ozemlju. Za naše območje je Avstro-Ogrska privzela Besslov elipsoid iz leta 1841, po razpadu Avstro-Ogrske je Besslov elipsoid prevzela Jugoslavija, po razpadu Jugoslavije pa tudi Slovenija. Geografska dolžina () in širina () na slovenskih zemljevidih sta torej podana glede na Besslov elipsoid iz leta 1841. Če želimo, da se bosta geografska dolžina in širina, izmerjeni z GPS sprejemnikom, ujemali z dolžino in širino na zemljevidu, moramo GPS sprejemnik nastaviti tako, da bo kazal koordinate v sistemu, ki je v rabi pri nas. Rečemo, da moramo GPS sprejemniku nastaviti "datum". Kako to naredimo, je opisano v prispevku o nastavitvi datuma GPS sprejemnika.

Odčitavanje geografske dolžine in širine z zemljevida je precej zamudno opravilo. Zato površino Zemlje raje projiciramo na površino cilindra, ki ga ovijemo okrog Zemlje in namesto geografske dolžine in širine podamo koordinate na tej površini kar v kilometrih. Slovenski zemljevidi uporabljajo transverzalno Mercatorjevo projekcijo (Gauß-Krügerjeva ali konformna prečna cilindrična projekcija), ki se zopet nekoliko razlikuje od danes mednarodno najbolj razširjene univerzalne transverzalne Mercatorjeve (UTM) projekcije, ki jo poznajo tudi GPS sprejemniki. Zato moramo sprejemniku dopovedati, da mora upoštevati Gauß-Krügerjevo in ne UTM projekcijo. Kako to naredimo, je opisano na strani o nastavitvi projekcije GPS sprejemnika.

2. Določanje položaja na slovenskih zemljevidih

Na srečo se tudi pri nas zadnje čase stvari počasi spreminjajo na bolje. Nov slovenski pomorski zemljevid že ima širino in dolžino podano v WGS84 datumu, nove topografske karte 1:50 000 Geodetskega zavoda Slovenije imajo poleg dolžine in širine z Besslovim 1841 datumom tudi Gauß-Krügerjevo in UTM projekcijo. Državne topografske karte 1:25 000 Geodetske uprave republike Slovenije imajo vrisano Gauß-Krügerjevo mrežo, za te karte je treba torej GPS sprejemniku pravilno nastaviti datum in projekcijo. S planinskimi zemljevidi je pa stvar bolj žalostna. Delna izjema je zemljevid Ljubljane z okolico (PZS - Geodetski zavod Slovenije, 2000), ki ima vrisano mrežo z Besslovim 1841 datumom in mrežo z Gauss-Krügerjevo projekcijo. UTM projekcije pri PZS leta 2000 še niso vzeli - na žalost. "Julijske Alpe - vzhodni del" (PZS - GZS 1998) ima vrisano samo mrežo z Besslovim 1841 datumom. Poskusite na tem zemljevidu najti mesto = 13° 49' 47.4'' vzhodno in = 46° 26' 32.35'' severno! Brez ravnila, žepnega računalnika, svinčnika in mize najbrž ne bo šlo. Kako lahko to naredimo nekje sredi hribov, kjer nam za nameček še nagaja veter, si ne znava predstavljati. Vsekakor bi planinski zemljevidi morali čimprej dobiti vrisano kilometrsko mrežo - po možnosti v UTM projekciji, tako kot to imajo topografske karte 1:50 000. Na zemljevidih s kilometrsko mrežo si pomagamo s sledečo kvadratno mrežo na prosojnici:

S takim pripomočkom je določanje lege enostavno in hitro. Mrežo položimo na zemljevid tako, da znamenje na sredi mreže pokrije željeno mesto in ob robu mreže odčitamo oddaljenost do kilometrske mreže zemljevida.

3. Nadmorska višina

Še nekaj besed o nadmorski višini. Višine vedno merimo glede na površino geoida, to je srednjega nivoja morske gladine, neodvisno od izbranega datuma! V naših krajih nadmorsko višino merimo glede na srednji nivo morja v Trstu ("ortometrična višina"). Tam je nivo morja za ca. 48 metrov višji od WGS84 elipsoida. Večina prenosnih GPS sprejemnikov (Magellan 315, Garmin GPS 12, ...) razliko med obema višinama že upošteva in kaže pravilno (ortometrično) višino, nedovisno od izbranega datuma ali projekcije. Informacija, da so višine na karti za ca 48 metrov manjše od višin, določenih z GPS (elipsoid WGS84), torej ni pravilna.

4. Natančnost neprofesionalnih GPS sprejemnikov

Sedaj pa nekaj besed o natančnosti ročnih GPS sprejemnikov. 2. maja 2000 so Američani odpravili selektivni dostop (SA) in natančnost GPS sprejemnikov se je znanto izboljšala. Na odprtem terenu, ko sprejemnik vidi vsaj pet ali šest satelitov in če povprečujemo nekaj minut, je napaka pri določanju lege običajno manjša od 10 metrov. Tej napaki moramo prišteti tudi napake zemljevidov in napako zaradi našega odčitavanja zemljevida. Vse tri napake skupaj običajno ne presegajo 20 metrov. Natančnost se poslabša v dolinah ali v gozdu. Tam napaka hitro naraste na 50 in več metrov. Opažamo pa, da je v dolini napaka prečno na smer doline večja kot v smeri doline. Tudi višine kaže GPS sprejemnik presenetljivo točno. Običajno je višina točna bolj kot na 10 metrov - če le sprejemnik vidi dovolj satelitov. Z odpravo SA je GPS postal vsaj tako točen kot ročni višinomeri, ki delujejo na podlagi zračnega tlaka.

In za kaj GPS ni dober? GPS nikakor ni ne kompas ne brzinomer. Velika večina GPS sprejemnikov namreč smer severa in hitrost računa iz več zaporednih položajev. (Izjema je novi Garmin eTrex Summit, ki ima vgrajen elektronski kompas in višinomer.) Če hodimo peš, so zaporedni položaji zelo blizu skupaj, recimo samo nekaj metrov narazen. Pri napaki meritve posamezne lege 10 metrov sta zato smer severa in hitrost podani z ogromno napako, tako veliko, da je rezultat pogosto nesmiseln. Večja kot je hitrost, bolj sta zaporedni legi med seboj narazen in bolj sta hitrost in smer severa natančna. Če se peljemo z avtom, je hitrost, ki jo kaže GPS, bolj natančna od tiste, ki jo kaže avtomobilski brzinomer.

5. Praktična navodila

In še nekaj praktičnih navodil.