Hoe kan ek die hoogte akkuraatheid in TwoNav GPS verbeter?

aanhef

Sedert die begin van 2021 bied IGN gratis toegang tot sommige van sy data:

• IGN se TOP 25-kaarte is nog nie gratis nie, maar die kaartweergawe beskikbaar op Géoporttail is gratis.
• Databasisse van die IGN hoogtemeter 5 x 5 m is vrylik beskikbaar. Hierdie databasisse laat die skepping van 'n digitale terreinmodel toe, m.a.w. 'n hoogtekaart met 'n horisontale resolusie van 5 mx 5 m of 1 mx 1 m met 'n vertikale resolusie van 1 m. Of 'n goeie definisie vir die gebruikers wat ons is.

Hierdie artikel in tutoriaalvorm is meer spesifiek bedoel vir gebruikers van GPS TwoNav en Land sagteware.

Dit is nie tans moontlik om Garmin GPS-hoogtedata te beïnvloed nie.

Wat is 'n digitale hoogtemodel (DTM)

'n Digitale hoogtemodel (DEM) is 'n driedimensionele voorstelling van die aarde se oppervlak wat uit hoogtedata geskep word. Die akkuraatheid van die hoogtelêer (DEM) hang af van:

• Die kwaliteit van die hoogtedata (akkuraatheid en middele wat vir opmeting gebruik word),
• Eenheidselgrootte (pixel),
• Oor die horisontale akkuraatheid van die lokalisering van hierdie roosters,
• Die akkuraatheid van jou geoligging en dus die kwaliteit van jou GPS, gekoppelde horlosie of jou slimfoon.

'n Blad of teël uit die IGN Altimetric databasis. 5 km x 5 km teël, bestaande uit 1000 × 1000 selle of 5 mx 5 m selle (Saint Gobain Aisne Forest). Hierdie skerm word op die OSM-basiskaart geprojekteer.

DEM is 'n lêer wat die hoogtewaarde definieer van 'n punt wat in die middel van die rooster geleë is, met die hele oppervlak van die rooster op dieselfde hoogte.

Byvoorbeeld, 'n 5 x 5 m Aisne BD Alti IGN departement lêer (afdeling gekies as gevolg van sy groot grootte) is net minder as 400 teëls.

Elke rooster word geïdentifiseer deur 'n stel breedte- en lengtegraadkoördinate.

Hoe kleiner die roostergrootte, hoe meer akkuraat is die hoogtedata. Hoogtebesonderhede kleiner as die maasgrootte (resolusie) word geïgnoreer.

Hoe kleiner die maasgrootte, hoe hoër is die akkuraatheid, maar hoe groter sal die lêer wees, dus sal dit meer geheuespasie opneem en moeiliker om te verwerk, wat moontlik ander verwerkingsbewerkings vertraag.

Die DEM-lêergrootte vir 'n departement is ongeveer 1Mo vir 25m x 25m, 120Mo vir 5m x 5m.

Die DEM's wat deur die meeste toepassings, webwerwe, GPS en verbruikerslimfone gebruik word, kom van gratis globale data wat deur NASA verskaf word.

Die volgorde van akkuraatheid van 'n NASA DEM is 'n selgrootte van 60 m x 90 m en 'n traphoogte van 30 m. Dit is rou lêers, hulle is nie reggestel nie, en dikwels word die data geïnterpoleer, die akkuraatheid is gemiddeld, daar kan groot wees foute.

Dit is een van die redes vir die vertikale onakkuraatheid van GPS, wat die verskil in hoogte verduidelik wat vir die baan waargeneem word, afhangend van die webwerf waarop dit gehuisves word, die GPS of slimfoon wat die verskil in hoogte aangeteken het.

• Die Sonny MNT (sien later in hierdie gids) is gratis beskikbaar vir Europa met 'n selgrootte van ongeveer 25 m x 30 m. Dit gebruik meer akkurate databronne as NASA MNT en het gewerk om groot foute aan te spreek. Dit is 'n relatief akkurate DEM wat geskik is vir bergfietsry, met goeie werkverrigting oor 'n Europese land.

In die prent hierbo is die hoogteteël (MNT BD Alti IGN 5 x 5) wat die slakhope bedek (naby Valenciennes) omgeskakel na kontoerlyne wat 2,5 m van mekaar gespasieer is en op die IGN-kaart gesuperponeer is. Die beeld laat jou toe om te "oortuig" van die kwaliteit van hierdie DEM.

• Die 5 x 5 m IGN DEM het 'n horisontale resolusie (selgrootte) van 5 x 5 m en 'n vertikale resolusie van 1 m. Hierdie DEM verskaf die terreinhoogte; die hoogte van infrastruktuurvoorwerpe (geboue, brûe, heinings, ens.) word nie in ag geneem nie. In die woud is dit die hoogte van die aarde aan die voet van die bome, die oppervlak van die water is die oppervlak van die kus vir alle reservoirs groter as een hektaar.

Montering en installering van DEM

Om vinniger te beweeg: 'n TwoNav GPS-gebruiker het 'n digitale terreinmodel saamgestel wat Frankryk dek deur gebruik te maak van 5 x 5 m IGN-data. Dit kan per streek afgelaai word vanaf die gratis webwerf: CDEM 5 m (RGEALTI).

Vir die gebruiker is die korrekte toets om die betroubaarheid van die "DEM" te bepaal die visualisering van die meeroppervlak in 3D.

Onder die meer van ou smee (Ardenne), getoon in 3D deur BD Alti IGN hierbo en BD Alti Sonny hieronder. Ons sien daar is kwaliteit.

Die CDEM-hoogtemeterkaarte wat deur TwoNav as standaard vir hul GPS- of LAND-sagteware verskaf word, is nie baie betroubaar nie.

Hierdie "tutoriaal" verskaf dus 'n gebruikersgids vir die aflaai van "teëls" van betroubare hoogtemetriedata vir die TwoNav GPS en LAND sagteware.

Data is gratis beskikbaar vir:

• Die hele Europa: Sonny Altimetry-databasis,
• Frankryk: IGN-hoogtemeterdatabasis.

Jy kan 'n lêer skep wat slegs land, departement of geografiese gebied dek (Slab / teël / Pellet) om bruikbare geheue te bespaar of kleiner lêers te gebruik.

Sonny Altimeters Database

Die 1 ''-modelle word in 1 ° x1 °-lêerstukke verdeel en is beskikbaar in SRTM (.hgt)-formaat met 'n selgrootte van 22 × 31 m, afhangende van breedtegraad, 'n formaat wat wêreldwyd gebruik word en in baie programme gebruik word. Hulle word deur hul koördinate aangewys, byvoorbeeld N43E004 (43° noorderbreedte, 4° ooslengte).

prosedure

1. Koppel aan die webwerf https://data.opendataportal.at/dataset/dtm-france

2. Laai die teëls af wat ooreenstem met die gekose land of geografiese sektor.

3. Pak die .HGT-lêers uit die afgelaaide .ZIP-lêers.

4. In LAND, laai elke .HGT-lêer

5. In LAND is al die verlangde .hgts oop, maak die res toe.

6. Doen asseblief "Kombineer hierdie DEMS", die samestellingstyd kan lank wees afhangende van die aantal teëls om te versamel (kies die cdem-uitbreiding) vir die .CDEM-lêer wat op die Twonav GPS gebruik kan word.

OSM "tile" en MNT "tile" kartering in LAND, alles is draagbaar na GPS en 100% gratis!

IGN Altimetry-databasis

Hierdie databasis bestaan ​​uit 'n gids per departement.

prosedure

1. Koppel aan Geoservices-werf. As hierdie skakel nie werk nie: jou blaaier "het nie FTP-toegang nie": moenie paniekerig raak nie! Handleiding:
   • In jou lêerbestuurder:
   • regskliek "hierdie rekenaar"
   • regskliek "voeg netwerkligging by"
   • Voer die adres in «ftp: // RGE_ALTI_ext: [e-mail]» «sonder« »;
   • Noem hierdie toegang om dit te identifiseer ex IGN geodiens
   • Beëindig die proses
   • Wag 'n paar minute vir die lêerlys om by te werk (dit sal 'n paar minute neem)
2. Jy het nou toegang tot IGN-data:
   • Regskliek op die datalêer wat jy wil kopieer.
   • VOEG dan in in die teikengids
   • Laaitye kan lank wees!

Hierdie prent illustreer die invoer van die Vaucluse 5m x 5m hoogtemeterdatabasis. Regskliek op die lêer, kopieer dan na die gids en wag vir die aflaai.

Nadat die “gezipte” lêer uitgepak is, word 'n boomstruktuur verkry. Die data stem ooreen met ongeveer 400 datalêers (teëls) 5 km x 5 km of 1000 × 1000 selle 5 m x 5 m in .asc-formaat (teksformaat) vir die departement.

Die veelvuldige skyf dek hoofsaaklik die MTB-snit.

Elke 5x5 km-sel word geïdentifiseer deur 'n stel Lambert-koördinate 93.

Die UTM-koördinate van die boonste linkerhoek van hierdie teël of teëls is x = 52 6940 en y = 5494 775:

• 775: kolomrang (770, 775, 780, ...) op die kaart
• 6940: Rangskik die lyn op die kaart

3. Dans LAND

4. In die volgende stap, vind die data in die "data" gids, kies slegs die eerste lêer:

5. Maak oop en bevestig, die onderstaande venster sal oopmaak, wees versigtig, dit is die mees delikate stap :

Kies die projeksie Lambert-93 en Datum RGF 93 en merk die blokkie in die onderste linkerhoek.

Land onttrek en formateer data van * .asc-teëls, wat 'n rukkie kan neem.

Nadat plate van DEM in SRTM (HGT / DEM)-formaat geskep is, is daar soveel van hulle as wat daar lêers in * .asc-formaat is.

6. Land laat jou toe om hulle in 'n enkele DEM-lêer of per teël of korrel te "kombineer" om by jou behoeftes te pas (hou in gedagte dat lêergrootte GPS-verwerking kan vertraag)

Vir gebruiksgemak is dit verkieslik (opsioneel) om alle oop kaarte eers te bedek.

In die kaartkieslys (sien hieronder) maak alle lêers oop in die * .hdr-formaat (die minste volumineus) van die ingevoerde databasisdatagids (soos vir die vorige bewerkings)

Land maak HDR-lêers oop, departement DEM is gelaai en kan gebruik word

7. Hier kan jy die Ardennes DEM (bult kaart) gebruik, om dit makliker te maak om te gebruik, sal ons hulle in een lêer kombineer.

Lys spyskaart:

Kombineer hierdie DEM's

Kies die *.cdem-formaat en noem die lêer DEM.

Die samesmelting sal 'n rukkie neem, meer as 21 000 lêers moet saamgevoeg word. Vandaar die aanbeveling om op die basis van MNT-korrels te werk wat jou speelgronde bedek.

Die digitale model van die Ardenne-terrein wat ons geskep het, maak net die IGN Geoportal-kaartlêer oop soos byvoorbeeld hieronder getoon.

Die toets word uitgevoer deur die UtagawaVTT-baan “Château de Linchamp” wat aan die begin vertoon word direk oop te maak teen 'n hoogteverskil van 997m, 981m met Sonny DTM (vorige proses) en 1034m wanneer Land die hoogte by elke punt vervang met 'n DTM-hoogte van 5mx5m .

Berekening van die vlakverskil deur die kontoerlyne op die IGN-kaart op te som toon 'n verskil in vlak van 1070 m, dit wil sê 'n verskil van 3%, wat heeltemal korrek is.

Die waarde van 1070 bly by benadering omdat dit nie triviaal is om krommes op 'n kaart in reliëf te bereken nie.

Gebruik 'n hoogtemetrie-lêer

MNT.cdem lêers kan deur LAND gebruik word om hoogte te onttrek, hoogte, helling, waypoint spore, en meer te bereken; en vir alle TwoNav GPS-toestelle is dit genoeg om die lêer in die / map gids te plaas en dit as map.cdem te kies.

’n Blogartikel oor onakkurate hoogte bo seespieël die probleem van hoogtemetrie en hoogteverskille met behulp van GPS onthul, die beginsel kan na GPS-horlosies sowel as slimfoontoepassings oorgedra word.

Vervaardigers gebruik verskeie metodes om die onakkuraathede wat in hierdie artikel aangebied word, te "vee", deur (bewegende gemiddelde) hoogtedata te filtreer, met behulp van 'n barometriese sensor of digitale terreinmodel.

GPS-hoogte is "geraas", d.w.s. wissel rondom 'n gemiddelde waarde, barometriese hoogte hang af van die grille van barometriese druk en temperatuur, dus kan weer- en DEM-lêers onakkuraat wees.

Hibridisering van 'n barometer met GPS of DEM is gebaseer op die volgende beginsel:

• Oor 'n lang tydperk hang die verandering in barometriese hoogte af van weerstoestande (druk en temperatuur),
• Oor 'n lang tydperk word GPS-hoogtefoute uitgefiltreer,
• Vir 'n lang tyd is DEM-foute soortgelyk aan geraas, so hulle word uitgefiltreer.

Hibridisering gaan daaroor om die gemiddelde GPS- of DEM-hoogte te bereken en die hoogteverandering daaruit te onttrek.

Byvoorbeeld, gedurende die laaste 30 minute het die hoogte van die gefiltreerde geraas (GPS of MNT) met 100 m toegeneem; oor dieselfde tydperk het die hoogte wat deur die barometer aangedui word, egter met 150 meter toegeneem.

Logies moet die verandering in hoogte dieselfde wees. Kennis van die eienskappe van hierdie sensors maak dit moontlik om die -50 m-barometer te "herstel".

Tipies in Baro + GPS of 3D-modus, word die barometerhoogte reggestel, soos 'n stapper of klimmer handmatig sou doen, deur na die IGN-kaart te verwys.

Spesifiek, 'n onlangse GPS of 'n onlangse slimfoon (goeie gehalte) bespeur jou (FIX) met 'n akkuraatheid van 3,5 m in die horisontale vlak 90 keer uit 100 wanneer die ontvangstoestande ideaal is.

Hierdie horisontale "prestasie" stem ooreen met 'n maasgrootte van 5 mx 5 m of 25 mx 25 m en die gebruik van hierdie DTM's laat goeie vertikale akkuraatheid toe.

Die DEM wys die hoogte van die grond aan, as jy byvoorbeeld die Tarnvallei op die Millau-viaduk oorsteek, behoort die spoor wat op die DEM aangeteken is jou tot onder in die vallei te neem, selfs al bly die paadjie op die viadukplatform. ...

Nog 'n voorbeeld, wanneer jy bergfietsry of op 'n steil berghelling reis, verswak die horisontale GPS-akkuraatheid as gevolg van maskering of meerpad-effekte; dan sal die hoogte wat aan FIX toegeken word, ooreenstem met die hoogte van 'n aangrensende of verder afgeleë plaat, dus óf na bo óf na die basis van die vallei.

In die geval van 'n lêer wat deur roosters van 'n groot oppervlak gevorm word, sal die hoogte neig na die gemiddelde tussen die onderkant van die vallei en die bokant!

Vir hierdie twee uiterste maar tipiese voorbeelde sal die kumulatiewe verskil in hoogte geleidelik van die ware waarde afwyk.

Aanbevelings vir gebruik

Om newe-effekte te vermy:

• Kalibreer die GPS-barometer op die hoogte van jou beginpunt kort voor vertrek (aanbeveel deur alle GPS-vervaardigers),
• laat jou GPS 'n paar FIXES doen voordat jy begin dop sodat die posisioneringsakkuraatheid ooreenstem,
• kies hibridisering: hoogte berekening = Barometer + GPS of Barometer + 3D.

As jou spoorhoogte met DEM gesinkroniseer is, sal jy baie akkurate hoogte- en hellingsberekeninge hê soos in die prent hieronder, waar die verskil slegs 1 meter is.

• GPS Trail 2 (72dpi verswakte beeldopname, 200dpi GPS-skerm)
• Overlay raster en OSM vektorkaart
• Skaal 1: 10 000
• CDEM 5mx5m BD Alti IGN-skadu beklemtoon die hoogte in inkremente van 1m.

Die prent hieronder vergelyk die profiel van twee identiese 30 km-bane (van dieselfde roem), die hoogte van een is gesinkroniseer met IGN DEM en die ander met Sonny DEM, 'n roete wat in baro + hibriede modus 3d loop.

• Hoogte op IGN-kaart: 275 m.
• Hoogte bereken met GPS in Hybrid Baro + 3D-modus: 295 m (+ 7%)
• Hoogte bereken met GPS in Hybrid Baro + GPS-modus: 297 m (+ 8%).
• Gesinchroniseerde klim op IGN MNT: 271 m (-1,4%)
• Gesinchroniseerde klim op Sonny MNT: 255 m (-7%)

"Waarheid" is waarskynlik buite 275m IGN as gevolg van die kurwe instelling.

Voorbeeld van outomatiese kalibrasie (kompensasie) van die GPS barometriese hoogtemeter tydens die roete hierbo getoon (Oorspronklike loglêer vanaf GPS):

• Geen vertikale ophoping vir die berekening van die hoogteverskil nie: 5 m, (Parametrisering is identies aan die kurwes van die IGN-kaart),
• Hoogte tydens kalibrasie/terugstelling:
  • GPS 113.7 m,
  • Barometriese hoogtemeter 115.0 m,
  • Hoogte MNT 110.2 m (Carte IGN 110 m),
• Iterasie (Vereffeningstydperk): 30 minute
• Barometriese regstelling vir die volgende 30 minute: – 0.001297