#wgs84

Warum man in Großbritannien besser keine senkrechten Felswände herunterfällt

Aleks berichtet von Diskussionen im Netz über britische Bergrettungsverfahren. Offenbar plädieren manche dafür, zur einfachen und missverständnisfreien Übermittlung des eigenen Standorts den Dienst What3Words zu verwenden, was von anderen kritisiert wird, weil es sich um einen kommerziellen Anbieter handelt.

Die für die britische Kartografie zuständige Behörde Ordnance Survey hat reagiert und eine eigene App herausgebracht, “OS Locate”, die nichts anderes tut, als den Standort des Handys in leicht verständlicher Form anzuzeigen. Die Standortdaten werden entweder in Längen- und Breitengrad oder im britischen “National Grid”-System angezeigt. Man kann das Ergebnis auch direkt per SMS verschicken.

“Easting” und “Northing” sind Koordinaten im “National Grid”-System, dessen Nullpunkt südwestlich der Scilly-Inseln liegt, also in der linken unteren Ecke von Großbritannien.

Die App sagt, dass wir uns 74 Meter über dem Meeresspiegel befinden. Vor dem Fenster jedoch schwappt das Meer herum, nicht viel mehr als zehn oder zwanzig Höhenmeter entfernt.

Ich google “gps altitude off android” (im zweiten Versuch, nachdem mir wieder eingefallen ist, dass ich altitude meine und nicht height), und gelange zu einer Antwort: “The GPS Altitude on my Android device is off by 50m”.

Das GPS-Modul im Handy gibt, wie ich jetzt dazulerne, von sich aus nicht die Höhe über dem Meeresspiegel an, sondern “ellipsoidische Höhen über dem Referenzellipsoid des World Geodetic Systems (WGS84)”. Die Höhe über dem Meeresspiegel ist unpraktisch für ein System wie GPS, das international funktionieren soll. Das Meer ist ein schwankendes Ding, und jedes Land verwendet seinen eigenen Pegel, Westdeutschland hatte zum Beispiel einen anderen als die DDR und der französische Pegel weicht um einen halben Meter vom deutschen ab.

Deshalb ignoriert GPS den Meeresspiegel und tut so, als wäre die Erde ein praktisches, leicht berechenbares Ellipsoid. Im Idealfall würde der Meeresspiegel überall der Oberfläche dieser theoretischen Erde entsprechen. Tatsächlich ist die Masse der Erde und damit auch die Schwerkraft ungleichmäßig verteilt und der Meeresspiegel weicht bis zu hundert Meter von der schönen Theorie ab.

Quelle: en.wikipedia.org/wiki/Earth_Gravitational_Model#/media/File:Earth_Gravitational_Model_1996.png (Public Domain) Hier kann man sehen, dass die Abweichung in Großbritannien ungefähr fünfzig Meter beträgt. An der Südspitze von Indien würde mein Handy vermutlich behaupten, dass das Haus hundert Meter unter Wasser liegt. 

Es gibt Tabellen, denen man die Korrekturwerte entnehmen kann, und diese Tabellen kommen entweder im GPS-Modul oder anderswo im Handy zum Einsatz. Wenn das GPS-Modul die Höhe über der theoretischen Erde angibt, muss das Handy noch die Umrechnung in Höhe über dem tatsächlichen Meeresspiegel vornehmen. Wenn das GPS-Modul schon die korrigierte Höhe angibt, sagt die oben verlinkte Erklärung, korrigieren einige Android-Handys den Wert trotzdem noch mal, oder vielleicht auch umgekehrt, jedenfalls liegt er danach eben um 50 Meter daneben. Beziehungsweise darüber.

Angeblich kann man herausfinden, ob das der Ursprung des Fehlers ist, indem man die Ortsdatenquelle des Handys von “alle verfügbaren Quellen auswerten, also GPS, WLAN, Bluetooth, Mobilfunkmasten” auf “nur GPS verwenden” umstellt. Die “OS Locate”-App lässt sich davon aber nicht beeindrucken. Sie zeigt mit beiden Einstellungen 50 Höhenmeter zu viel an.

Ich installiere zum Vergleich eine zweite App. “GPS Test” liefert mit beiden Einstellungen die korrekte Höhe.

Ich installiere zum Vergleich eine dritte App. “GPS Status” verhält sich tatsächlich wie beschrieben. In der “nur GPS”-Einstellung ist die Höhe korrekt, in der “alle Regler nach rechts”-Einstellung 50 Meter zu hoch.

Ich möchte andere Saiten aufziehen und eine App installieren, die mir die GNSS-Rohdaten anzeigt. Das unterstützt mein Handy aber nicht.

Ich gebe die Forschung auf. Für die Bergrettung ist die Frage sowieso nicht besonders relevant, weil das Rettungsteam schon erahnen wird, dass man sich nicht 50 Meter über dem Standort in der Luft befindet. Man sollte halt nur nicht ausgerechnet eine senkrechte Felswand herunterfallen.

Last summer there was a ‘flap’ in Great Britain about the Greenwich zero meridian being in the ‘wrong place’... even in CAPITAL letters in the Daily Fail. The reason was people with hand-held GPS devices noticing that zero longitude was not at the marked meridian, but rather some 102 m to the East.

However, the Greenwich meridian is precisely where it is supposed to be: it’s not a place, it’s a direction, the direction to the stars observed passing “through the meridian” of the transit circle. This is explained competently in an article appearing in the Journal of Geodesy, from which the first picture above [notation: “Sph” = spheroid, i.e., a surface parallel to the reference ellipsoid; “Eq” = equipotential surface; λ geodetic longitude (what GPS measures), Λ astronomical longitude (what a transit circle determines)]. The direction of the meridional plane containing the Airy transit circle’s plumbline or vertical is precisely the same as the direction of the zero longitude meridional plane, containing the ellipsoidal normal, of the geocentric reference ellipsoid of the WGS84 -- World Geodetic System 1984 -- used by the GPS system. But it is in a different place, fairly precisely by an amount corresponding to the deflection of the plumbline at Greenwich.

The direction of the plumbline, perpendicular to the local surfaces of constant geopotential, differs from the direction of the normal to the reference ellipsoid in the same location. This small difference is called the deflection of the plumbline, η. It’s a small and irregularly varying quantity around the Earth, due to the Earth’s gravity field being irregular, and while close to the field of a regular ellipsoid of revolution, it is not identical to it.

I morse när jag satt på tåget till Sthlm och ögnade igenom twitter gjorde @fdqps mig uppmärksam på en av @jocke s kommentarer (nr 18) i hans #jjk på http://jardenberg.sesom i sin tur var en kommentar på @fdqps egen blogg och inlägget “Geotagga allt“. @jocke ville ha med in mig i diskussionen och @fdqps efterlyste tankar.

Här kommer jag, rätt in i diskussionen och med tankar.

Positionering är det nya svarta

Visst är det så, och det har väl varit det sedan Telia lanserade Friendfinder i slutet på 2001. I snart 10 år har vi haft “året då positioneringstjänsterna slår igenom” men 2010 är kanske det år då det faktiskt stämmer i någon mån. Med potenta terminaler (läs iPhone och Android) ute i terrängen börjar en användarbas växa till sig och med de sociala mediernas intåg i våra liv har fler och fler börjat använda deras geotagging funktioner för allt möjligt. Mängden geodata som produceras ökar dramatiskt och med den växer innovationspotentialen kring tjänsteutveckling.

Att säga att geodata idag är “inlåst, obefintligt eller av ganska ointressant natur” är både rätt och fel. I alla GIS projekt är det i princip insamlingen av data som är det svåra. Antingen finns rätt data i fel format eller så får man helt enkelt kavla upp ärmarna och producera själv. Att datat finns som adresser istället för lat/long är för det mesta ett resultat av att man helt enkelt inte arbetat med det visualiserat på en karta. I en excelfil kan man snabbt söka upp den aktuella adressen och läsa ut värdet när man på sin kommunala förvaltning får frågan om tidigare radonmätningar eller vad det nu kan handla om. Skulle man istället visualisera adressdatat på en karta krävs lite geokodningav adresserna och en kartmotor som kan plotta ut det hela. Ska men sen kunna söka geografiskt i kartan så krävs ytterligare magi. Det är förmodligen för avancerat arbete inblandat för att det ska löna sig i slutändan när det gäller enkla sökningar.

Här tror jag att man har ett annat problem också. Att man vill använda lat/long ellerWGS84,som är vad NAVSTAR GPS spottar ur sig, beror på (gissar jag) att man använder kartmotorer som är byggda för det. I Sverige är SWEREF 99 och RH 2000 de officiella referenssystem som har ersatt de tidigare referenssystemen RT 90 och RH 70, delvis som en anpassning mot WGS84. Dessvärre är det nog så att en hel del geodata fortfarande är RT 90 anpassat. I och med mitt arbete så har jag tät kontakt med kommuner som jobbar med SWEREF 99 övergångar och det är ingen enkel match.

Mycket geodesinörderi där men jag tror att detta spelar en ganska stor roll i Sverige när det gäller att använda data för tjänsteutveckling på webben med nymodigheter som Google Maps et al. 

Geotagga allt

En uppskattning någon gjort någon gång menar att 70-80% av all information går att positionsbestämma. Innebär inte det att det mesta redan är geotaggat? Frågan är hur man ska tolka informationen. Det försiggår en hel del forskning kring “den semantiska webben” och det gäller även för geomatiken. I takt med att teknikerna för att geotagga mognar kommer nyproducerad data utnyttja detta mer och mer och historisk data kommer kunna tolkas och geokodas successivt. Jag håller helt med här, det finns bara vinster att göra!

Vad vill jag göra? / Vad finns idag?

Geowiki säger du. Är det inte vad OSM är/vill vara? Eller SimpleGeo, eller CloudMade, eller ArcGIS Online, eller Google Maps eller en massa andra som vill vara knutpunkten för geodata? I Sverige har vi Geodataportalen som siktar på att bli knutpunkten för “professionella användare“. @tomaswennstrom presenterade sina tankar om ett One stop geo-shop vid positioneringsspåret på årets Internetdagar. Vill man blicka ut så har EU direktivet INSPIRE en stor inverkan på hur detta kommer utvecklas och givetvis har man även en INSPIRE Geoportal. Många vill slåss om kakan och frågan är väl vem som har mest muskler. Med det sagt tycker jag inte det är en dålig idé men Sverige är för litet och världen är för stor.

Foursquare, Gowalla och Twitter är i detta fall helt ointressanta tror jag. Det intressanta finns i kopplingen Facebook Places och Google, där finns en massiv användarbas (FB) och embryon till den tekniska innovationshöjd (Google) som kommer krävas. Jag är inte riktigt klar med mina funderingar kring hur FB och Google ska få till detta men vad man än tycker om dessa två aktörer så är det de som kommer ta oss till nästa steg bortom manuella checkin tjänster och tama “hitta bankomaten” appar.

Nästa steg