Wysokość i modele geoidy

Odbiorniki GNSS mierzą wysokość nad matematyczną powierzchnią zwaną elipsoidą, ale większość zastosowań praktycznych wymaga wysokości nad średnim poziomem morza. Różnicę między tymi dwiema powierzchniami nazywa się odstępem geoidy i zmienia się ona w zależności od miejsca. Mapit GIS udostępnia wbudowane modele geoidy do przeliczania między nimi, a także obsługę własnych i zewnętrznych poprawek geoidy.

Wysokość elipsoidalna a ortometryczna

Pojęcie	Definicja
Wysokość elipsoidalna (h)	Wysokość nad elipsoidą odniesienia WGS 84 - to właśnie mierzy bezpośrednio odbiornik GNSS
Wysokość ortometryczna (H)	Wysokość nad średnim poziomem morza (nad geoidą) - taka, jaką widzisz na mapach topograficznych i reperach
Odstęp geoidy (N)	Różnica między elipsoidą a geoidą w danym miejscu

Zależność wygląda następująco:

H = h - N

Wysokość ortometryczna = wysokość elipsoidalna - odstęp geoidy

Odstęp geoidy może wynosić od około -100 m do +85 m, zależnie od miejsca na Ziemi.

Android

Włączanie korekty geoidy

1. Otwórz Ustawienia > Ustawienia pomiarów.
2. Włącz opcję Zastosuj korektę wysokości geoidy.
3. Wybierz model geoidy z listy rozwijanej.

Po włączeniu aplikacja stosuje korektę geoidy do wszystkich wyświetlanych wysokości i zapisywanych wysokości punktów.

Dostępne modele geoidy

Mapit GIS zawiera szereg modeli geoidy - od globalnego modelu wbudowanego po krajowe siatki o wysokiej dokładności. Korekta geoidy wyliczana jest natywnym kodem RTKLib przez JNI, co zapewnia maksymalną wydajność.

Modele globalne

Model	Zasięg	Rozdzielczość	Uwagi
Wbudowany EGM96	Cały świat	1 x 1 stopień	Wbudowany w aplikację - nie wymaga pobierania. Odpowiedni do zastosowań ogólnych.
EGM2008	Cały świat	2,5 x 2,5 minuty kątowej	Globalny model o wyższej dokładności. Wymaga pobrania pliku siatki.

Modele krajowe i regionalne

Model	Kraj	Uwagi
Geoid 12B	USA	Krajowy model geoidy Stanów Zjednoczonych
HT 2.0	Kanada	Kanadyjski model geoidy
OSGM15	Wielka Brytania	Model geoidy Ordnance Survey dla Wielkiej Brytanii
RAF09	Francja	Starszy francuski model geoidy
RAF18	Francja	Aktualny francuski model geoidy
CHGEO04	Szwajcaria	Szwajcarski krajowy model geoidy
PLGEO11	Polska	Polski model geoidy
PL-EVRF2007-NH	Polska	Polski model w układzie odniesienia EVRF2007
DVRM05	Słowacja	Słowacki krajowy model geoidy
Geoid Grid Slovenia	Słowenia	Słoweński krajowy model geoidy

Opcje specjalne

Opcja	Opis
Własna geoida (.bin)	Wczytuje własny plik siatki geoidy w formacie binarnym NGS little-endian
Oprogramowanie zewnętrzne	Wykorzystuje korektę geoidy dostarczaną przez zewnętrzną aplikację towarzyszącą (np. Eos Tools Pro, Trimble Mobile Manager). Aplikacja odczytuje wysokość nad poziomem morza bezpośrednio z danych lokalizacji.

wskazówka

Aby uzyskać najwyższą dokładność pionową, korzystaj z krajowego modelu geoidy dla swojego kraju, jeśli jest dostępny. Modele globalne, takie jak EGM2008, mają dokładność około 10-20 cm, podczas gdy modele krajowe zwykle 1-3 cm.

W Polsce oznacza to PLGEO11 albo PL-EVRF2007-NH - ten drugi odpowiada obowiązującemu układowi wysokościowemu.

Jak stosowana jest korekta geoidy

Sposób wyliczenia poprawki zależy od źródła pozycji:

Zewnętrzny GNSS (Bluetooth / TCP)

1. Zdanie NMEA GGA podaje zarówno wysokość nad poziomem morza, jak i odstęp geoidy.
2. Aplikacja wylicza wysokość elipsoidalną jako: wysokość = MSL + odstęp_geoidy.
3. Jeśli korekta geoidy jest włączona, wybrany model geoidy służy do wyliczenia wysokości ortometrycznej z wysokości elipsoidalnej.

Zewnętrzne aplikacje towarzyszące

Gdy aplikacja towarzysząca podaje w danych dodatkowych lokalizacji zarówno mslHeight, jak i undulation:

• Jeśli model geoidy ustawiono na oprogramowanie zewnętrzne: wysokość nad poziomem morza z aplikacji towarzyszącej wykorzystywana jest bezpośrednio (aplikacja ufa jej korekcie).
• W przeciwnym razie: aplikacja przelicza wysokość nad poziomem morza z powrotem na elipsoidalną i stosuje własny model geoidy.

Wysokość anteny

Poprawka wysokości anteny uwzględnia fizyczną odległość między centrum fazowym anteny GNSS a mierzonym punktem na gruncie. Ma to kluczowe znaczenie dla dokładności danych wysokościowych.

Konfiguracja

1. Otwórz Ustawienia > Ustawienia pomiarów.
2. Ustaw wartość wysokości anteny w metrach (domyślnie: 1,30 m).

Wysokość anteny wyświetlana jest w ustawieniach jako: „Wysokość anteny: {wartość} m".

Jak jest stosowana

Wysokość anteny jest odejmowana od wysokości podawanej przez GNSS dla każdego zapisywanego punktu:

Zapisana wysokość = wysokość GNSS - wysokość anteny

Oznacza to, że zapisana wysokość odpowiada poziomowi gruntu w punkcie pomiaru, a nie położeniu anteny.

uwaga

Zawsze mierz i aktualizuj wysokość anteny przy zmianie zestawu pomiarowego (np. przy zmianie tyczki czy sposobu mocowania odbiornika). Błędna wysokość anteny bezpośrednio wpływa na wszystkie zapisywane wysokości.

iOS

Włączanie korekty geoidy

Funkcja Pro+

Korekta wysokości ortometrycznej wymaga subskrypcji Mapit Pro Plus.

1. Otwórz Ustawienia → Pomiary → Pomiary.
2. Włącz wysokość ortometryczną.
3. Dotknij pozycji Model geoidy, która pojawi się pod przełącznikiem.
4. Na liście modeli geoidy pobierz potrzebną siatkę i dotknij Wybierz, aby ją aktywować.

Po włączeniu skorygowane wartości wysokości zapisywane są w pliku GeoPackage dla wszystkich nowych pomiarów i wyświetlane w nagłówku mapy z przedrostkiem ▲.

Tylko odbiorniki NMEA

Funkcja ta stosuje poprawki wyłącznie wtedy, gdy dane o wysokości pochodzą z zewnętrznego odbiornika GNSS połączonego przez Bluetooth (MFi), Bluetooth Low Energy lub TCP/IP NMEA.

Wbudowany GPS iPhone'a już podaje wysokość nad poziomem morza przez CoreLocation — żadna poprawka po stronie aplikacji nie jest stosowana. Włączenie wysokości ortometrycznej nie ma wpływu na wewnętrzny GPS; przy korzystaniu z własnego sprzętu lokalizacyjnego urządzenia wysokość będzie identyczna niezależnie od stanu przełącznika.

Dostępne modele geoidy

Modele globalne

Model	Zasięg	Pobieranie
EGM96	Cały świat	Wbudowany — nie wymaga pobierania. Domyślny przy pierwszym włączeniu przełącznika.
EGM2008 (2,5′)	Cały świat	Do pobrania z listy modeli geoidy

Siatki krajowe i regionalne

Model	Kraj
OSGM15	Wielka Brytania
GEOID12B	Stany Zjednoczone
HT 2.0	Kanada
PLGEO11	Polska
PL-EVRF2007-NH	Polska
RAF18	Francja
RAF09	Francja
CHGEO04	Szwajcaria
PT08	Portugalia
GeoID-SLO	Słowenia

Wszystkie siatki regionalne pobierane są na żądanie z listy modeli geoidy i przechowywane lokalnie — wystarczy pobrać je tylko raz.

Jak stosowana jest korekta geoidy

Sposób wyliczenia poprawki dla zewnętrznych odbiorników NMEA:

1. Zdanie NMEA GGA podaje z odbiornika zarówno wysokość nad poziomem morza, jak i odstęp geoidy.
2. Aplikacja odtwarza wysokość elipsoidalną: h = MSL + odstęp_geoidy.
3. Wybrana siatka geoidy obliczana jest dla bieżącej szerokości i długości geograficznej, dając N.
4. Zapisywana jest wysokość ortometryczna: H = h − N.

Zastępuje to własne przybliżenie geoidy zaszyte w odbiorniku wybraną przez Ciebie siatką.

Podsumowanie zachowania

Źródło GPS	Przełącznik	Zapisywana wysokość
Wewnętrzny GPS iPhone'a	Wył.	Nad poziomem morza (CoreLocation — bez zmian)
Wewnętrzny GPS iPhone'a	Wł.	Tak samo jak przy wyłączonym — brak działania
Zewnętrzny odbiornik NMEA	Wył.	Wysokość nad poziomem morza z pola 9 komunikatu GGA (geoida zaszyta w odbiorniku)
Zewnętrzny odbiornik NMEA	Wł. — EGM96 (wbudowany)	(MSL + odstęp) − EGM96(szer., dł.)
Zewnętrzny odbiornik NMEA	Wł. — siatka regionalna (np. OSGM15)	(MSL + odstęp) − siatka(szer., dł.)

Wysokość anteny

Poprawkę wysokości anteny skonfigurujesz w Ustawienia → Pomiary → GPS / GNSS. Wartość ta jest odejmowana od wysokości podawanej przez GNSS dla każdego zapisywanego punktu, dzięki czemu zapisana wysokość odpowiada poziomowi gruntu w punkcie pomiaru.

uwaga

Zawsze mierz i aktualizuj wysokość anteny przy zmianie zestawu pomiarowego (np. przy zmianie tyczki czy sposobu mocowania odbiornika). Błędna wysokość anteny bezpośrednio wpływa na wszystkie zapisywane wysokości.