Dobro je vedeti

Sistem GPS - vsi sateliti, nadzorni centri in vsi GPS sprejemniki primarno delujejo v WGS-84 koordinatnem sistemu. To je globalni koordinatni sistem z izhodiščem v težišču Zemlje in se vrti skupaj z njo. Položaj točke v tem sistemu je določen s kartezičnimi koordinatami (X, Y, Z) ali z geografskimi koordinatami (fi, lambda, h; geografska širina, dolžina in elipsoidna višina). Višina v tem sistemu je določena kot pravokotna oddaljenost točke nad WGS-84 elipsoidom, ki aproksimira Zemljo kot telo.

Meritve Zemlje (za potrebe katastra, gradnje cest, kartografije, prostorskega planiranja...) pa so potekale že pred stoletji - ko o GPSju še ni bilo ne duha ne sluha. Takrat je vsaka država postavila svoj koordinatni sistem, ki je predstavljal izhodišče za meritve. V Sloveniji je tako uzakonjen Gauss-Kruegerjev koordinatni sistem (njegovo uradno ime je D-48).

Koordinate neke točke so v tem sistemu lahko določene z ravninskimi koordinatami (Y, X, H) v metrih ali z geografsko širino in dolžino (fi, lambda) v stopinjah, minutah in sekundah.

Slovenski koordinatni sistem je definiran z Besselovim elipsoidom, ki najbolje aproksimira Zemljo na področju Slovenije (WGS-84 je globalni elipsoid in najbolje aproksimira celotno Zemljo). Elipsoid določata velikost velike polosi in sploščenost.

Da lahko preidemo iz elipsoidnih koordinat, ki jih definira mreža ukrivljenih vzporednikov in poldnevnikov, v ravnino - torej za prikaz ukrivljene površine Zemlje na ravnem listu papirja - je definirana Gauss-Kruegerjeva projekcija in je podobna prečni Mercatorjevi projekciji. Določajo jo centralni meridian (15° E), izhodiščni vzporednik (ekvator), faktor merila, zamik koordinat proti vzhodu in zamik koordinat proti severu. Tako je položaj točke določen z ravninskimi koordinatami (Y, X, H).

Ločen problem je višina. V državnem koordinatnem sistemu je uzakonjen sistem ortometrični višin - poljudno jim lahko rečemo tudi nadmorska višina (H). Izhodišče tem višinam je geoid, kot najbolj verna aproksimacija Zemlje in odraža značilnosti fizičnega površja in gostote zemeljskih mas. Ploskev geoida se na področju morij in oceanov prilega srednjemu nivoju gladine morja.

GPS sprejemniki imajo za prikaz nadmorske višine v pomnilniku shranjen model geoida za celotno Zemljo.

Kako pa GPS sprejemnik svoje, torej WGS-84 koordinate, preračuna v državni ali lokalni koordinatni sistem, npr. državni slovenski? Med tema dvema koordinatnima sistemoma veljajo določeni premiki, rotacije in faktor merila. Če poznamo te podatke, lahko GPS sprejemnik vedno prikaže ali shrani položaj v želenem koordinatnem sistemu. Prehod med dvema koordinatnima sistemoma je tem bolj natančen, čim več parametrov poznamo. Večina ročnih sprejemnikov uporablja tri parametre premika (Dx, Dy, Dz). Profesionalni GIS ali geodetski GPS sprejemniki pa celo sedem.

Celoten prehod iz primarnih GPS koordinat (X, Y, Z)_WGS v lokalne (Y, X, H)_GK je torej relativno kompleksno matematično opravilo. GPS sprejemniku je torej nujno potrebno podati nekatere parametre za pravilno pretvorbo in prikaz koordinat, to so navadno trije premiki (Dx, Dy, Dz), velika polos elipsoida in sploščenost (a, f) ter parametri projekcije.

Tukaj pa je prikazan še zapis iste točke v WGS-84 in slovenskem državnem koordinatnem sistemu ter z različnimi zapisi koordinat:

WGS-84

D-48

Nastavitev koordinatnega sistema se lahko v detajlih razlikuje od sprejemnika do sprejemnika, vendar je v navodilih postopek podrobno opisan, prav tako tudi vse vrednosti parametrov.