Bloggang.com : จอมเยอะเล่า : Geocaching: กิจกรรมภูมิสมบัติ ... ล่าขุมทรัพย์ กับ GPS

Geocaching: กิจกรรมภูมิสมบัติ ... ล่าขุมทรัพย์ กับ GPS

Tom: "He burnt the cash to stay warm."
Jerry: "He traded every dollar for just a few more hours of life."
Tom: "So much for the treasure."
Jerry: "No, thats it, being alive, that's the treasure."

จากหนังที่ออกมาช่วงปี 2004 เรื่อง Without a Paddle ซึ่งเป็นเรื่องของสามเกลอ ออกไปตามหาสมบัติของ D. B. Cooper, โจรจี้เครื่องบินที่กระโดดร่มและหายตัวไปในป่า

ผมเองก็พึ่งได้ดู หนังก็ดูขำๆไม่ได้มีสาระอะไรมากแต่ฉากสวย ตามท้องเรื่องจะเป็นแถวๆเทือกเขาแคสเคด(Cascade Range)ในรัฐวอชิงตัน สหรัฐอเมริกา แต่ไม่รู้ว่าจริงๆแล้วถ่ายทำที่ไหน

ดูหนังแล้วก็นึกเล่นๆว่า เออ ... มันก็น่าสนุกดีออกไปหาขุมทรัพย์ แต่จะทำยังไงที่จะทำแค่พอได้รับความสนุกเพลิดเพลิน และไม่ต้องผิดหวัง เพราะหา
ไม่เจอ หรือ ว่าเอาตัวเองไปอยู่ในสถานะการณ์ที่เป็นอันตราย

แล้วก็ไปได้ยินเรื่อง Geocaching หรือ กิจกรรมหาภูมิสมบัติ ซึ่งจะอาศัย ตำแหน่งพิกัดบนพื้นโลก และ เครื่อง GPS

ผมไม่ได้ไปซื้อ GPS มาเพื่อการนี้ เพราะเครื่องมีราคาค่อนข้างสูงและผมยังไม่ค่อยแน่ใจว่า ผมจะชอบหรือไม่ ... ก็แค่คิดจะลอง
ผมไปที่ที่เขามีเครื่องให้เช่า มีคนแนะนำ และ มี ภูมิสมบัติ(cache) อันง่ายๆในลองหา
ผมไปที่ State Forest State Park โคโลราโด

การหาภูมิสมบัติ

การเล่น หาภูมิสมบัติ ก็ไม่ยาก
(1) ก็เลือกว่า ภูมิสมบัติ ที่จะไปหาว่าจะไปหาอันไหน ที่อุทธยานที่ผมไป มีให้เลือกหลายที่ รวมทั้งมีอันฝึกหัดที่อยู่ใกล้ๆสำนักงานด้วย
(2) พอเลือกได้แล้ว ก็ใส่ ตำแหน่งพิกัด ของ ภูมิสมบัติ ลงไปในเครื่อง GPS
(3) แล้วก็ สั่งเลือกให้เครื่อง GPS นำทางไปหา เครื่องที่ผมเช่ามาเป็น GARMIN Etrex ใช้คำสั่ง goto เครื่องนี้ใช้งานง่ายไม่ได้มีกราฟฟิกหรูหรา แต่จริงๆแล้วผมก็เลือกอะไรไม่ได้ เขามีให้เช่าแต่แบบนี้
(4) ตอนนี้ พอรู้ที่แล้วก็ขับรถเข้าไปใกล้ๆ จะได้ไม่ต้องเดินเยอะ ... ผมขี้เกียจเดินแล้ว ...
GPS จะบอกทิศทางกับ ระยะไปถึงจุดหมาย แต่ไม่ได้บอกเส้นทาง ไม่เหมือนเครื่องที่ใช้กับรถยนต์ เราจะต้องเลือกเส้นทางไปเอง ... ผมหัดใหม่ๆ ก็เลือก ภูมิสมบัติ ที่อยู่ใกล้ๆเส้นทางเดินป่า จะได้เดินไปตามทาง จนใกล้ ที่ซ่อนภูมิสมบัติ ค่อยเดิน ออกนอกเส้นทางไปหา
(5) พอ GPS เข้าไปใกล้ๆ ตำแหน่งที่เราตั้งไว้แล้ว มันจะสับสน นิดหน่อย คือ เช่น มันจะบอกว่า เดินไปทางเหนือ อีก 30 ฟุต แต่พอเราเดินตามมันไปแล้ว มันดันบอกให้เดินกลับมาทางใต้อีก 50 ฟุต นั่นหละครับ ที่ผมเรียกว่า GPS สับสน
แต่ ตอนนี้แล้วก็แปลว่า เราอยู่ในบริเวณที่ซ่อนสมบัติแล้ว กวาดตาดูทั่วๆ สำรวจหาที่ซ่อนภูมิสมบัติได้แล้วครับ

การที่ GPS สับสน นั้นอาจเป็นเพราะ accuracy ไม่พอ หรือ ว่าเป็นปัญหาทางเทคนิค เกี่ยวกับสัญญาณ แต่ก็ไม่ใช่เรื่องใหญ่อะไร แค่เรารู้ธรรมชาติของมันก็พอ

จริงๆแล้วผมเองก็เพิ่งเคยลอง แต่สามภูมิสมบัติที่หา ก็เจออยู่แถวๆตำแหน่งที่เป็นจุดสังเกตุที่สำคัญในบริเวณนั้นๆ เช่น ต้นไม้ใหญ่ๆ ตอไม้ใหญ่ๆ เป็นต้น
แล้ว ภูมิสมบัติ ที่ซ่อนก็ไม่ได้ฝัง หรือ ว่าซ่อนจนต้องขุดอะไรออกมา แค่เดินไปสำรวจดีๆแถวๆนั้นเปลี่ยนมุมมองก็จะเห็น แต่ก็ไม่รู้ว่า สามอันที่ผมลองเป็นแบบง่ายด้วยหรือเปล่าเลย ใช้หลักนี้ได้

พอเจอภูมิสมบัติแล้ว ตามมารยาทแล้ว เราควรจะเอาไปเปิดดูที่อื่น เผื่อนักล่าภูมิสมบัติท่านอื่นผ่านมา เราจะได้ไม่ทำความสนุกหายไป

ในกล่องภูมิสมบัติ ก็จะมี สมุดบันทึก กับ ปากกา ไว้ให้เราเซ็นชื่อ มีของที่ระลึก ซึ่งตามธรรมเนียมแล้ว ถ้าเราเอาไป ก็ควรจะใส่อะไรของเราไว้แทนด้วย ไม่งั้นของหมด เพื่อนๆนักล่าภูมิสมบัติ ท่านหลังที่มาเจอ ก็จะเซ็งๆ ... ขุมทรัพย์จริงๆ คือ ความสนุกของการหา ไม่ใช่ของที่ระลึก ... ของที่ระลึกที่ผมเป็นในกล่องก็จะเป็น โพสต์การ์ด ไพ่ แต่ได้ยินว่า ตุ๊กตุนเล็กๆ ก็ใช้ได้

พอเซ็ืนชื่อ และ แลกของที่ระลึกเสร็จแล้ว ก็นำกล่องภูมิสมบัติ กลับไปเก็บที่เดิม และ พรางมันไว้อย่างเดิม เช่น เอาหินบัง เอาเศษไม้บัง หรือ อะไรก็ตามในแบบที่เราเจอมัน

ใครเป็นคนทำภูมิสมบัติไว้ให้เรา

อันที่ผมไปเล่นนี้อาจจะเป็น เจ้าหน้าที่อุทธยาน แต่โดยทั่วไปแล้ว นักเล่นล่าภูมิสมบัติท่านไหนก็ได้ ซึ่งทางเทคนิคแล้วใครก็เล่นได้ แปลว่า ใครก็ซ่อนได้

กฏ กติกา มารยาท

แต่เนื่องจาก ภูมิสมบัติ ไม่ได้ถูกซ่อนในบ้านของเราเอง นักเล่นภูมิสมบัิติ มีกฏ กติกา มารยาท ดังนี้

1. ภูมิสมบัติ ควรจะซ่อน โดย คนที่เดินผ่าน จะมองไม่เห็น และ การซ่อนไม่ควรจะทำลายสภาพพื้นที่หรือต้นไม้แถวนั้นด้วย ... คือ ซ่อนไม่ให้เห็นง่ายๆแต่อย่าทำลายสิ่งแวดล้อม
2. กล่องภูมิสมบัติ ควรจะพรางไว้ให้กลมกลืนกับสิ่งแวดล้อม และ ไม่ควรจะทำให้คนที่ไปเจอตกใจ ถ้ามีเขียนไว้ว่า กล่องกิจกรรมภูมิสมบัติ ก็จะช่วยได้บ้าง ... ผมเองก็ไม่แน่ใจว่า กิจกรรมนี้จะทำให้ตำรวจปวดหัว เพราะ มีคนตกใจคิดว่าเป็นอะไรอันตรายแล้วแจ้งความรึเปล่า ... ถ้าจะเล่นก็นึกถึง ข้อนี้ไว้ด้วยครับ
3. อย่าบอก หรือ ทำให้คนอื่นรู้ที่ซ่อน ภูมิสมบัีติ อย่างที่บอกตอนต้น คือ ถ้าเจอภูมิสมบัติ ก็ให้เอาไปเปิดดูที่อื่น อย่าเปิดดูตรงที่เจอ เพราะถ้านักเล่นภูมิสมบัติท่านอื่นมาพอดี ก็หมดกัน
4. ควรจะเซ็นชื่อ ไว้ในสมุดบันทึก และถ้าไปบันทึกไว้บนเวปด้วยกับ geocache.com
5. ควรจะแลกของที่ระลึก (เรียกว่า trinket)
6. เมื่อจัดการธุระกับกล่องภูมิสมบัิติเสร็จ ก็ให้เอามันไปซ่อนไว้ที่เดิม ในแบบเดิม ... ไม่ต้องพยายามไปซ่อนที่ใหม่ หรือ แบบใหม่ (ถ้าอยากทำให้ไป ทำภูมิสมบัติของตัวเอง)

(จาก How to Go Geocaching ของ REI, retrieved on Jun 12, 2009)

ภูมิสมบัติ

เรื่องมันเริ่มจาก Dave Ulmer ได้ไปโพสต์ใน USENET science newsgroup เมื่อวันที่ 5 พฤษภาคม พ.ศ. 2543 เสนอว่า น่าจะมีกิจกรรมอะไร ที่เป็นการฉลอง ที่รัฐบาลอเมริกันเลิกข้อจำกัดความเที่ยงตรงของอุปกรณ์ GPS สำหรับพลเรือนลง
แล้วแค่สองอาทิตย์ James Coburn ก็ตั้งอีเมลลิสต์สำหรับกิจกรรมภูมิสมบัติขึ้น ซึ่งตอนแรกใช้ชื่อว่า Geostashing ก่อนที่จะถูกเปลี่ยนมาเป็น Geocaching

ไม่ใช่แค่นั้น

นอกจาก กิำจกรรมล่าภูมิสมบัติ (Geocaching) แล้วยังมีิกิจกรรมอื่นๆในลักษณะคล้ายๆกันอีก เช่น

1. Travel Bugs คล้ายๆ กิำจกรรมล่าภูมิสมบัติ เพียงแต่ ในกล่องภูมิสมบัติ จะมี คำสั่งให้ทำด้วยเช่น เดินทางจากนิวยอร์ค ไป เชียงใหม่
2. ตำแหน่งพิกัด ของภูมิสมบัติ จะไม่ได้ถูกบอกเป็นตัวเลข มาตรงๆ แต่จะเป็น คำใบ้ที่ต้องถอดรหัสออกมา
3. คำใบ้ของที่ซ่อน อาจจะถูกเข้ารหัสไว้ด้วย

จากประสบการณ์ของผม อะไรก็ตามถ้าอ่านมาเยอะๆ ถามคนนู้นคนนี้แล้วก็ยังไม่เข้าใจ วิธีที่ดีที่สุด อาจจะเป็น ลองลงมือทำดูครับ

GPS ทำงานยังไง

GPS (Global Positioning System) เป็น ระบบนำทางโดยคลื่นวิทยุที่ส่งสัญญาณจากดาวเทียม 24 ดาวที่โคจรรอบโลก ในระดับความสูงราวๆ 19,300 km (ดาวจันทร์ห่างโลกราวๆ 384,403 km)
โดยแต่วงโคจรของดาวเทียมทั้ง 24 ดวงนี้จะถูกจัดการให้ มีดาวเทียมที่สามารถส่งสัญญาณลงพื้นโลกได้ อยู่บนฟ้าอย่างน้อย 4 ดวงในทุกๆพื้นที่ของโลก ทุกๆเวลา
การจัดการนี้ถูกบริหารจากศูนย์ควบคุม the 2nd Space Operations Squadron at Schriever Air Force Base เมืองโคโลราโดสปริงส์ รัฐโคโลราโด สหรัฐอเมริกา ... ว่ากันว่าเป็นระบบดาวเทียมทางทหารที่ใหญ่ที่สุดของโลก

รูปวงโคจรของดาวเทียม 24 ดวงรอบโลก
(แปลงจาก //upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/ConstellationGPS.gif)

ใช่ครับ อเมริกา เป็นเจ้าของระบบ และระบบนี้แรกเริ่มทำมาสำหรับการทหาร นี่เป็นเหตุผลว่าทำไม อเมริกา จำกัดความเที่ยงตรง ของการใช้งานของพลเรือนในตอนแรก ก่อนที่จะยกเลิกการจำกัดนี้ออกไป และทำให้กิจกรรมภูมิสมบัิติเกิดขึ้นได้

ในระบบ GPS นี้ ดาวเทียมแต่ละดวง จะส่งสัญญาณบอกตำแหน่งพิกัดของมันออกมาเป็นระยะๆตลอดเวลา
แล้วเครื่องรับ GPS (GPS receiver) ที่รับสัญญาณได้ จะทำการคำนวณพิกัดของตัวมันออกมา โดยเทียบระยะห่างจากตัวมัน และ พิกัดของดาวเทียม กับดาวเทียมอย่างน้อย 3 ดวง

การหาพิกัดของเครื่องรับ GPS จากจุดอ้างอิงที่ได้จากสัญญาณดาวเทียมคำนวณได้จากคณิตศาสตร์ง่ายๆ หรือ ตรีโกณมิติ ที่เรียกว่า trilateration ซึ่งว่าด้วย การตัดกันของทรงกลม

รูปแสดงการตัดกันของทรงกลม 2 อัน
(แปลงจาก //en.wikipedia.org/wiki/File:Sphere-intersect.png)

ทรงกลม 3 มิติ 2 อันตัดกันเป็น วงกลม (ใน 2 มิติ)
ทรงกลม 3 มิติ 3 อันตัดกันเป็น จุดสองจุด
ระยะห่าง กับ ตำแหน่งของดาวเทียมสามดวง ถูกคำนวณเสมือนเป็นการตัดกันของทรงกลม 3 มิติ 3 อัน ได้จุดตัดออกมา 2 จุด แต่จุดหนึ่งจะอยู่บนพื้นโลก อีกจุดอยู่ในอวกาศ ดังนั้นข้อมูลจากดาวเทียมสามดวงจึงสามารถใช้หาพิกัดของเครื่องรับ GPS ที่อยู่บนพื้นโลกได้

พิกัดของดาวเทียม เครื่องรับ GPS รู้ได้จากวงโคจรของดาวเทียมซึ่งเครื่องรับ GPS จะมีเก็บไว้ และหากวงโคจรมีการปรับเปลี่ยนไป ดาวเทียมก็จะส่งสัญญาณบอกเครื่องรับ
และ ระยะห่างของ ดาวเทียม เครื่องรับ GPS ก็รู้ได้จาก ระยะเวลาเดินทางของสัญญาณซึ่งเป็นคลื่นวิทยุ (300,000 km/s ในสูญญากาศ) จากดาวเีทียมมาถึงเครื่องรับ
ดาวเทียมจะส่งสัญญาณออกมาออกมาเป็นระยะๆ และ เครื่องรับจะรู้ว่าเมื่อไรที่ดาวเทียมเริ่มส่งสัญญาณออกมา เมื่อสัญญาณมาถึงเครื่องรับจะรู้เวลาที่สัญญาณเดินทาง และสามารถคำนวณออกมาเป็นระยะทางได้

เทคนิคนี้จะมีความยากก็อยู่ที่ การตั้งเวลาของดาวเทียมและเครื่องรับให้เท่ากัน ระดับนาโนวินาที ซึ่งระบบนาฬิกาที่เที่ยงตรงละเอียดขนาดนั้นคือ atomic clock แต่ Atomic clock มีราคาแพงมาก (~$50,000 -$100,000)

ดาวเทียม GPS แต่ละดวงจะมี Atomic clock อยู่ ส่วนเครื่องรับจะใช้แค่ระบบนาฬิกาควอตซ์ธรรมดา ซึ่งราคาอยู่ระดับคนทั่วไปสามารถซื้อได้
แต่เครื่องรับจะอาศัยการปรับเวลาตั้งเวลาของตัวเองอยู่ตลอด โดยเทียบกับการคำนวณผลจากสัญญาณ ที่ได้รับมาจากดาวเทียมทั้งสี่ดวง

การปรับตั้งเวลาของเครื่องรับ GPS นั้นทำโดยหลักการดังนี้
ถ้าใช้ดาวเทียมแค่สามดวงนั้น ไม่ว่าเครื่องจะตั้งเวลาถูกหรือผิด พิกัดที่คำนวณได้ก็จะเป็นจุดเีดียว (โดยที่ไม่รู้ว่าถูกผิด) แต่เมื่อใช้ดาวเทียมสี่ดวง ถ้าเวลาที่ใช้คำนวณไม่ถูก จุดตัดจากการคำนวณพิกัดจะไม่ใช่จุดเีดียวบนโลก
เครื่องรับ GPS จะปรับแก้เวลาของตัว ตามการคำนวณพิกัดนี้
ดังนั้นเครื่องรับ GPS จึงต้องการดาวเทียม 4 ดาวในการระบุพิกัด

รูปแสดงดาวเทียม GPS แสดงที่ San Diego Aerospace Museum
(จาก //en.wikipedia.org/wiki/File:Global_Positioning_System_satellite.jpg)

ระบบ GPS และดาวเทียมทำงานคราวดังนี้ แต่ ...
ความเร็วของสัญญาณวิทยุที่ใช้คำนวณนั้นมันไม่ได้คงที่ตลอด มันเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพชั้นบรรยากาศของโลก หรือ บางครั้งการสะท้อนสัญญาณจะตึกสูงก็มีผลให้เวลาและ/หรือการคำนวณพิกัดผิดพลาดไป นอกจากนั้น ดาวเทียมยังอาจรายงานตำแหน่งของเส้นทางโคจรตัวเอง คลาดเคลื่อนไปได้ด้วย
วิธีแก้ก็คือ Differential GPS ซึ่งคือ การใช้ สถานีภาคพื้นดินที่รู้ตำแหน่งที่แน่นอน สถานีนี้จะคำนวณพิกัดของตัวเองจากสัญญาณดาวเทียม และ เทียบกับพิกัดจริง และจะส่งสัญญาณไปบอกค่าที่คลาดเคลื่อนนี้กับเครื่องรับที่มี Differential GPS feature อยู่ ทำให้เครื่องรับปรับแก้ค่าพิกัดให้แม่นยำขึ้น

สรุปก็คือ เครื่องรับ GPS ใช้สัญญาณดาวเทียมสี่ดวง ในการคำนวณพิกัดบนโลก และอาจปรับแก้ค่าคลาดเคลื่อนโดยอาศัยข้อมูลจากสถานีภาคพื้นด้วย

นอกจากบอกพิกัดแล้ว GPS ยังสามารถใช้บอกระดับความสูงได้ด้วย (การคำนวณ การตัดกันของทรงกลมเป็น สามมิติ ดังนั้นจึงมีข้อมูลความสูงด้วย)

การคำนวณทิศของ GPS ... อันนี้สำคัญ เพราะ ถ้าไม่รู้แล้วยืนอยู่กับที่แล้วหมุนตัวไปจะเห็นว่า เข็มทิศของ GPS ไม่ทำงาน
ถ้าเราจะดูเข็มทิศใน GPS เราต้องเดินครับ เพราะอยู่เฉยๆมันจะไม่ทำงาน มันไม่รู้ว่าเราหมุนตัว

เข็มทิศ ที่แสดงในเครื่อง GPS ไม่ใช่เข็มทิศที่หันตามสนามแม่เหล็กโลก แต่เป็นทิศที่คิดจากการเคลื่อนที่ของ GPS เช่น ถ้าเครื่อง GPS เคลื่อนที่จาก 18° 47' 620'' N, 98° 59' 400'' E ไปที่พิกัด 18° 47' 620'' N, 98° 59' 401'' E
ก็แปลว่าเราเคลื่อนที่ไปทางตะวันออกอยู่ดังนั้นซ้ายมือของเครื่อง GPS ก็จะเป็นทิศเหนือ ถ้าถือเครื่อง GPS แบบปกติ คือ เครื่องขนาดกับพื้นและหัวเครื่องชี้ไปทางที่เราเดิน ซึ่งก็เป็นวิธีการใช้เครื่อง GPS

นั้นก็เป็นระบบการทำงานของ GPS แบบคร่าวๆ
ผมเองก็แค่ลองเช่ามาเล่นๆดูไม่ได้ซื้อของตัวเอง แต่ REI มีบทความแนะนำเกี่ยวกับวิธีการเลือกซื้อเครื่อง GPS
ถ้าสนใจลองดูได้ที่ REI: How to choose GPS receiverครับ
อย่างหนึ่งครับ คือ GPS หรือเรื่องเทคโนโลยีทั่วๆไปก็คือ ต้องคอยเช็คดูว่ามีความเปลี่ยนแปลงอะไรใหม่ๆบ้างหรือเปล่าด้วยครับ

กิจกรรมล่าภูมิสมบัตินี้นอกจาก เป็นกิจกรรมแก้เบื่อ ออกกำลังกาย ออกไปสูดอากาศภายนอก ได้โอกาสอยู่กับธรรมชาติบ้าง แล้วยังเป็นการเรียนรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีอีกด้วยครับ

ขอ ปัญญา ความกล้า พลัง ความรัก ความเข้าใจ แรงบันดาลใจ จงมีแก่ทุกท่านครับ

"The secret of a happy life isn't buried in a treasure chest... it lies within your heart." from Life is for Living

ข้อมูล
* Geocaching website
* บทความภูมิสมบัติ จาก REI
* Geocaching จาก How stuff works
* GPS จาก How stuff works
* //en.wikipedia.org/wiki/Geocaching
* How GPS works video
* How Satellite GPS works

Create Date : 24 สิงหาคม 2552

Last Update : 25 กุมภาพันธ์ 2553 3:18:35 น.

0 comments

Counter : 4885 Pageviews.