Vista HCx高度計精準, 但是氣壓用語混亂!(6/1加入高度用語建議)

<前言>
過去手中僅有eTrex Summit黑白機, 其間因開始接觸Suunto野外用錶開始深入研究高度計與氣壓值的連動關係, 但是從Suunto英文手冊一直到網路討論區相關資料, 乃至Garmin原廠的中英文手冊似乎都對氣壓相關資料沒有完整分類, 當然也就造成使用者的混亂, 只要翻開各GPS討論區就會理解了. 當然經過多年閱讀與分析後逐漸找到脈絡, 加上近日入手Vista HCx之後親手驗證後, 發現Vista HCx在高度顯示與校正上的確是功能完整, 可惜沒有好的說明書輔助, 讓使用者更佳混亂.

<Garmin手冊中混亂的用語>
有關氣壓數值的名詞你在Garmin原廠的中文使用手冊中就能看到下面這麼多的表示字眼: 環場氣壓, 海平面氣壓, 大氣壓力, 正常氣壓, 氣壓式高度計, 大氣氣壓, 如果是英文版則有Barometer, Ambient Pressure, Normal Pressure, Pressure, 如果加上航空界的QNH, QFE, 氣象局的測站氣壓, 海平面氣壓, 美國NOAA慣用的Station Pressure, Sea-level Pressure, Altimeter setting等, 你分的出來他們的含意嗎? 這些觀念釐清的過程中也曾經與Garmin詢問過, 但是回信中也可知行銷部門與手冊製作者都弄混了, 連同Garmin美國公司也寫出讓人混淆的英文手冊, 因此大概只有研發工程師知道具體的功能與用語.


<混亂的氣壓語詞總歸戶>
以下是蒐集自Garmin中英文使用手冊中的用語, 也加入氣象局, 航空界, NOAA等專業單位的慣用語, 你猜對了這些用語的正確意義嗎?

1.
環場氣壓(建議Garmin採用統一語詞)
測站氣壓(中央氣象局慣用語)
QFE(航空界慣用語)
Station Pressure(美國NOAA慣用語)

(以下為Garmin手冊中出現的字眼及Vista HCx中文手冊頁數, Vista Cx英文手冊頁數)
環場氣壓p129, 131
Ambient Pressure p90
Pressure p57圖


2.
海平面氣壓(建議Garmin採用統一語詞)
海平面氣壓(中央氣象局慣用語)
QNH(航空界慣用語)
Sea-level Pressure(美國NOAA慣用語)

(以下為Garmin手冊中出現的字眼及Vista HCx中文手冊頁數, Vista Cx英文手冊頁數)
Barometer p90
Barometer p58圖
Pressure p61圖
大氣壓力p129
正常氣壓 p130
大氣氣壓 p59
大氣壓力 p59
氣壓式高度計 p129圖
氣壓式高度計 p129圖


看到上面表格內的一堆字詞昏了吧, 但是基本觀念其實非常容易理解, 其實氣壓數值就只有兩類: 海平面氣壓與環場氣壓. (我姑且自己定名為這兩個, 前者來自中央氣象局, 後者來自Garmin). 兩者有何不同呢? 以氣象局來舉例, 陽明山鞍部氣象站(海拔約820m)實際測量的氣壓是988百帕(我隨意舉例), 推算成海平面氣壓是1023百帕(現在已經不用毫巴, 手冊p53是錯的!).

上面的例子來說, 988百帕便是測站氣壓, 也就是我說的環場氣壓, 只要在現地取得的氣壓值就是, 因此便有高度造成的影響, 海拔越高環場氣壓數值便越低. 但是各國氣象單位要進行比對, 便用一個公式推算為海平面氣壓, 就轉換成1023百帕. 這個數值在氣壓式高度表(Vista HCx便是一種)就會應用到, 而航空器也常需要高度表撥定值(QNH)來做更精確的近場高度控制.


<我探索Garmin 高度計運作的過程>
其實在選購Vista HCx前已經去電Garmin何經理(應該是行銷部, 不是技術部門)多次訊問閱讀Garmin中英文使用手冊中的有關高度計與氣壓運作的狐疑, 當然由於手中沒有實機(只有Summit黑白機)可以驗證, 一切都是依照知識來理解, 在2006/06/07收到回覆內容如下: (該信已貼在登山補給站討論區)



發表 Millerliu(miller) 寫入 2006/06/07(三) 13:12 from 218.32.*

近日得到Garmin回答關於氣壓計的運算方式, 提供諸位參考, 也感謝各位的問答讓我對於在中高級山測量高度上的誤差實情:

Hi, Miller兄,您好:看到您詢問 60csx, 就知道您的身影依舊出現在大山美景中, 享受大自然之美. 關於您提到的問題, 我儘量說明(這是我記憶中印象):

1.Vista , 60cs, 60csx 等的氣壓式高度計是採用"半導體式感測器", 並內建ISA 國際標準大氣壓力值之數據做修正依據, 該數據即規範在離地表多少距離內, 海拔每升高一百公尺,大氣壓力會降低多少百帕, 而超過多少距離後, 每上升百公尺又會下降多少大氣壓力(由於離地表愈遠, 空氣稀薄愈快, 也可以說空氣密度降低的更快, 每百公尺差的大氣壓力也就降得愈快), 也就是說 60CSX是以較廣義及客觀的模式進行 氣壓-高度 之計算. 並不考慮劇烈天氣變化的狀況

2.所以 60CSX 並不是要輸入"海平面氣壓值", 而是使用者當時位置的氣壓值, 若依中央氣象局網站的資料, 像台北市公園路就是該局內的觀測站位置, 若要輸入該氣壓值, 使用者就應站在與該測站位置同等海拔高的地點, 才能較為準確.

3.也就是說,當您輸入一個大氣壓力值後, 60CSX 就會比對所實際感測到的大氣壓力值與內建的 ISA值, 計算出一個海拔高數值, 可以說是不脫離ISA值的常態模式, 因此60CS及60CSX等的氣壓計校正, 都是優先選用"已知目前的海拔高度值"做校正會比較準確.

4.我知您會收聽機場的氣象廣播, 但我建議除非有播報機場上空各海拔梯度的氣壓值, 否則若只有機場平面的氣壓值也是比較不夠的.

5.也因如此, 所以 60CS等都同時可以觀看GPS高度值, 若我沒記錯, 現在機台大都以"大地起伏高"為標準, 會比較接近"海拔高"了.

6.附註說明, 台灣水準點原點, 在基隆東十碼頭外大馬路邊, 有立牌說明.上述說明,提供您參考!何明興 敬上

-----Original Message-----
From: Miller Liu [mailto:muller@ispeed.com.tw]
Sent: Tuesday, June 06, 2006 7:08 AMTo: mh.ho@garmin.com
Subject: ***SPAM*** 60CSx若干疑問

何經理: 你好, 我將要採購60CSx, 但是有以下若干疑問無法解決:
1. 60CS是否容許直接輸入海平面氣壓值? 我翻過英文版手冊似乎沒有這個選項!

2. 氣壓計模式中的"高度變動狀態"是如何運作的? 它是否依照當時海平面氣壓推算現在高度, 還是其他方式!

3. 我的理想是提供上述校正方式: 輸入海平面氣壓值(氣象局網站就有了!), 而氣壓計模式提供"固定海平面氣壓值"選項, 這些問題我無法從客服小姐得到答案, 似乎她們也不清楚其中的運算原理.




<自己尋找Vista HCx高度計運作過程>
當然上述回覆根本沒有解決我心中的疑問, 因此在購買Vista HCx後的第一個週末12/30, 帶著多年研究的心得與上述疑問去天籟進行現場實驗, 結果讓我大為經驚訝: 原來Garmin 就是有提供我要的運作方式, 但是他們居然不曉得, 回覆中的『2.所以 60CSX 並不是要輸入"海平面氣壓值", 而是使用者當時位置的氣壓值』這段文字便足以說明了! 當天的實驗條件與過程如下:

高度計實驗當天環境:
時間: 12/30 15:00
氣候: 天氣乾冷, 室外溫度約11度
地點: 天籟飯店左側涼亭
海拔: 260---270m間, 與飯店門口等高(資料查對戶外生活大台北覽圖p125 方格E6, 比例尺=1:20000, 等高線10m)
Vista HCx顯示: 環場氣壓988.0百帕, 海平面氣壓(手冊中是正常氣壓)1025.0百帕,高度 271m(以上GPS數據已經過1.5小時自台北開車路程運作)

1.將畫面設定如同p130的氣壓變化圖, 但是上方兩個資訊選項改為『正常氣壓』和『環場氣壓』, 讓我可以隨時觀察氣壓及高度的關係.
2.在上述畫面按左側下方的『目錄』鍵, 選單中出現『高度計校正』, 進入高度計校正程序, 始著將不同海平面氣壓值輸入, 從1025, 1021, 1020, 1019, 988, 觀察到底高度變化是如何?
3.Vista HCx高度計實驗結果是:
1025百帕輸入後高度馬上變成309m, 顯然錯誤!
1021 hPa(百帕的縮寫) == 276m(太好了, 高度接近了!)
1020 hPa == 268m(落入260m-270m正確範圍!)
1019 hPa == 260m(不可能是這個高度!)
988hPa == 1m (你來搗亂的是吧! 我在山上變成在海邊!)

4. 可是當天15:00正確的海平面氣壓是多少呢? 中央氣象局有保留過去24小時海平面氣壓數據 http://www.cwb.gov.tw/V5/observe/real/real.htm

http://picasaweb.google.com/millerliu/Files/photo#5150080965294911874答案揭曉, 就是大約1020hPa, 得到海拔高度是268m是很好的結果!

但是Garmin的中英文手冊全部都讓你嚇到不敢輸入海平面氣壓值, 請你翻閱p59仔細閱讀高度計校正的文字: 『你知道目前位置正確的大氣壓力嗎? 』你看到這樣的文字是應該輸入988, 還是1020呢? 更不用講988哪裡可以得到. 當然英文版手冊p61(Vista Cx)也一樣, 左側中間文字說明還強調『You must know the elevation above sea level or pressure at the current location.』因此, 我要說Garmin本來就可以用海平面氣壓去校正, 但是使用手冊及相關人員卻不清楚, 以致提供我錯誤回覆造成疑慮.



<高度計的自動運作極佳>
上面一大堆程序無非是我這多事者想一窺Vista HCx的神奇功能---海平面氣壓校正高度計, 如果你不想如此麻煩老是要先取得海平面氣壓再進行高度校正, 其實Vista HCx已經有不錯的自動運作機制, 高度誤差也在可接受範圍, 以當天為例, 涼亭位置TWD67二度分帶座標是(309121, 2788522), 高度是271m, 注意到了嗎, 其實已經接近地圖顯示的260-270m範圍, 如果你還不滿意, 垂直按壓『搖桿鍵』一秒後便立即輸入該航點座標(畫面見 p82), 左下方有個『平均』選項, 經過這個功能將多次計算該位置的座標與高度值加以平均, 得到很精確的結果: (309122, 2788523), 高度263m. 這樣的高度取得方式是不是比較容易呢? 雖然目前我只有在野外驗證這一處高度, 相信其他高山不會太離譜, 登山補給站得知的60CSx大約僅有50m以內, 若有多些時間用『平均』功能, 高度計算的結果應該會更為滿意. 我要對Garmin團隊說你們真的太棒了!

感謝各位閱讀完全文, 本文尚有部分還未完成, 日後將同步張貼在主要登山補給站等網站上, 並e-mail給Garmin據以修正混亂到不行的使用手冊中的用語. 如果對你有幫助, 記得給我點分數吧, 感謝你了!


<高度相關用語的歧異>
無獨有偶地是高度相關的中文用語也存在不小的差異, 但是查對英文版手冊卻完全沒有此現象, Elevation及GPS elevation是僅有的兩個用語, 很清楚地可以知道前者是Vista HCx內部運作的高度值, GPS elevation則是橢球高度, 以下是整理結果:

英文手冊高度用語:
Elevation p57,90
GPS Elevation p38,61

中文手冊高度用語:
高度 p130,101
海拔 p125
海拔高 p59
海拔高度 p58圖

GPS高度p28
橢球體高度p59圖,60
GPS 高程值p61,60,59

建議高度統一用語:
高度 vs GPS高度

順便一提p130, p101對於高度的定義並不相同, 前者指海拔高度, 後者則是
說是接收機計算出來的高度值, 而p101又與p59下方文字說明似乎又相似, 試想對於新手來說如何理解這樣的歧異? 因此建議Garmin中文手冊學習英文版的作法, 統一以兩個語詞來表達, 亦即『高度』, 『GPS高度』即可, 無需講求中文語詞上的豐富變化, 反而阻礙學習此一高科技定位工具. 同時, 若可能的話可以考慮在p130的資訊選項中加入『GPS高度』這個選項, 以同時對照『高度』, 比起p28的作法便利多了. 正如環場氣壓與海平面氣壓(正常氣壓)都能同時顯示於畫面上方的欄位中一樣, 請納入考慮.


<錯誤訂正表>
p14 ----- 注意2: 航空用基準早由ICAO(國際民航組織)規範使用WGS84(經緯度度分秒), 資料參見台灣AIP飛航指南通則GEN2.1-1頁.

p53 ----- 壓力單位: 中央氣象局早已改用百帕(hPa), 但是百帕與毫巴的數值完全相同.

p52 ----- 六度分帶(UTM/UPS): 軍用地圖採用, 原以TWD67為基準, 民國88年起加印WGS84方格註記.

p52 ----- 經緯度(度分秒表示): 航空, 航海或陸地使用.

p100, 101與p130,131 資料選項說明內容文字不一, 甚至意義不同, 例如: 垂直速度, 高度.



<建議與資料補充>
1.統一中英文手冊的氣壓與高度的用語及發佈新韌體: 這部分的說明已經在上面詳細說明對於使用者造成的困擾與誤解, 這部分也凸顯研發工程師與行銷, 手冊寫作者之間有訊息落差, 也建議貴公司讓這三者能傳達相同且正確的訊息給使用者.
2.英文手冊過於簡化: 這點國外的使用者有提到這點, Vista C英文手冊是104頁, Vista Cx英文手冊則是114頁, 但是到了Vista HCx反而縮水成區區54頁, 如果想要省下手冊印製成本, 何不以電子檔PDF提供, 同時加入任何使用者需要的資料呢? 例如: Geocache, 跳傘的使用方式僅能翻閱英文手冊才能找到, 那何不另發行Advanced User Manual呢? 讓需要更詳細說明內容的user, 自己去下載即可.
3.提供大陸, 香港與金馬離島的座標轉換參數: 對於Garmin專業GPS廠家來說, 蒐集這類資料並不難, 特別是台灣與中國交流密切, 這樣的應用不容忽視, 下面提供金馬離島二度分帶資料(user grid): (這部分可列入未來的Advanced user manual, 如果貴公司採納建議的話)
Logitude Origin: E119度, Scale=0.9999, False E=250000, False N=0
4.利用DEM地形圖控制高度精確度: Vista HCx已經是民用GPS高度自動顯示較為理想的機種, 但是目前 Topo已經提供 DEM功能, 不妨利用地圖中的高度資料來控制高度偏差的量, 例如: 某定點在Topo中是在200-220m之間, 建議顯示高度時必須在180-240m之間.
5.衛星頁Location(座標)字眼改為Accuracy(誤差): 人的視覺認知中會將這兩列分隔開的資訊分開閱讀, 而且會將左側視為一列, 右側為另一列, 因此”座標”及”+/- 10m”顯然不是相同性質的用語, 建議改為Accuracy(誤差)比較符合人類視覺的習慣.
6.Taiwan Topo是台灣唯一的電子地形圖, 也是Vista HCx唯一的選擇, 但是原始圖資出自上河文化的1:50000地形圖, 等高線為20m一條, 而外島更是50m才一條等高線, 是否投注資源更新全島等高線為10m一條呢? 更何況上河地形圖已經改到第三版, 這份地形圖其中有許多錯誤, 已非山友逐一回報錯誤可以修正的量.