Hoe om skoon GPS-snitte op te neem?

As jy al ooit mooi na jou GPS gekyk het, moes jy gesien het dat dit deurmekaar is met konfigurasie-instellings. Jy sal dalk ook verbaas wees wanneer jy die eerste keer op die kaart probeer het om die laaste spoor wat deur alle gegenereerde "onstabiele" punte aangeteken is, te sien.

Vreemd, vreemd. Het jy vreemd gesê?

Wel, dit is nie al so vreemd nie, maar skielik sê dit baie oor GPS se vermoë om die werklikheid akkuraat weer te gee.

Trouens, met GPS, wat ons in staat stel om die data-registrasiefrekwensie in te stel, sal ons die intuïsie hê om die vinnigste monster te kies. Ons sê vir onsself: hoe meer punte, hoe beter!

Maar is dit regtig 'n goeie keuse om 'n roete so na as moontlik aan die werklikheid te kry? 🤔

Kom ons kyk van naderby, dit is 'n bietjie tegnies (geen integrale, moenie bekommerd wees nie ...), en ons sal by jou wees.

Invloed van die foutmarge

In die digitale wêreld het die konsep van kwantifisering altyd 'n min of meer vae impak.

Ironies genoeg kan wat na 'n beter keuse lyk, naamlik die gebruik van 'n hoër opnametempo vir spoorpunte, teenproduktief wees.

Definisie: FIX is die vermoë van GPS om posisie (breedtegraad, lengtegraad, hoogte) vanaf satelliete te bereken.

[Plaas oor die Atlantiese Oseaan na die metingsveldtog] (https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/13658816.2015.1086924) verklaar dat dit onder die gunstigste ontvangstoestande 'n bloublou is. lug 🌞 en GPS geposisioneer in die horison 360 ° gesigsveld, ** FIX-akkuraatheid is 3,35 m 95% van die tyd,**

⚠️ Spesifiek, met 100 opeenvolgende FIXes, geolokaliseer jou GPS jou tussen 0 en 3,35 m vanaf jou regte ligging 95 keer en 5 keer buite.

Vertikaal word die fout as 1,5 keer groter as die horisontale fout beskou, daarom sal die aangetekende hoogte in 95 gevalle uit 100 +/- 5 m vanaf die werklike hoogte wees onder toestande van optimale ontvangs, wat dikwels moeilik is naby die grond.

Daarbenewens toon verskeie publikasies beskikbaar dat ontvangs van verskeie konstellasies 🛰 (GPS + GLONASS + Galileo) nie die horisontale GPS-akkuraatheid verbeter nie.

Aan die ander kant sal 'n GPS-ontvanger wat die sein van verskeie konstellasies satelliete kan interpreteer, die volgende verbeterings hê:

1. Verminder die duur van die eerste FIX, want hoe meer satelliete daar is, hoe groter sal hul ontvanger wees sodra dit gelanseer is,
2. die verbetering van die akkuraatheid van posisionering in moeilike ontvangstoestande. Dit is die geval in die stad (stedelike canyons), aan die onderkant van 'n vallei in bergagtige gebiede of in die woud.

Jy kan dit met jou GPS probeer: die resultaat is duidelik en klaar.

Die GPS-skyfie stel FIX heeltemal elke sekonde.

Byna alle fietsry- of buitelug-GPS-stelsels laat hierdie FIX toe om (GPX) opnametempo's op te spoor. Óf hulle is almal aangeteken, die keuse is 1 keer per sekonde, óf die GPS neem 1 van N (byvoorbeeld elke 3 sekondes), of die tuning word van 'n afstand gedoen.

Elke FIX is om die posisie te bepaal (breedtegraad, lengtegraad, hoogte, spoed); die afstand tussen twee FIXes word verkry deur die boog van 'n sirkel (geleë op die omtrek van die aardbol 🌎) wat deur twee opeenvolgende FIXes gaan, te bereken. Die totale hardloopafstand is die som van hierdie afstandintervalle.

Basies doen alle GPS hierdie berekening om die afstand afgelê te kry sonder om die hoogte in ag te neem, dan integreer hulle die regstelling om die hoogte in ag te neem. 'n Soortgelyke berekening word vir die hoogte gemaak.

Dus: hoe meer FIX daar is, hoe meer volg die rekord die werklike pad, maar hoe meer sal die horisontale en vertikale posisiefoutgedeelte geïntegreer word.

Illustrasie: in groen is die werklike pad in 'n reguit lyn om redenasie te vereenvoudig, in rooi is die GPS FIX by 1 Hz met posisie onsekerheid gematerialiseer rondom elke FIX: die werklike posisie is altyd in hierdie sirkel, maar nie gesentreer nie. , en in blou is die vertaling na GPX as dit elke 3 sekondes gedoen word. Pers dui hoogtefout aan soos gemeet deur GPS ([sien hierdie tutoriaal om dit reg te stel] (/blog/altitude-gps-strava-onakkuraat).

Die posisie-onsekerheid is minder as 4 m 95% van die tyd onder ideale ontvangstoestande. Die eerste gevolg is dat tussen twee opeenvolgende FIX's, as die verrekening minder as die posisie-onsekerheid is, die verrekening wat deur daardie FIX aangeteken is, 'n groot deel van daardie onsekerheid bevat: dit is meting geraas.

Byvoorbeeld, teen 'n spoed van 20 km/h beweeg jy elke sekonde 5,5 meter; alhoewel alles perfek is, kan jou GPS 'n offset van 5,5m +/- Xm meet, die X-waarde sal tussen 0 en 4m wees (vir 'n 4m posisie onsekerheid), dus sal dit hierdie nuwe FIX plaas met 'n posisie tussen 1,5m en 9,5 m van die vorige een. In die ergste geval kan die fout in die berekening van hierdie steekproef van die afgelegde afstand +/- 70% bereik, terwyl die GPS-prestasieklas uitstekend is!

Jy het waarskynlik al opgemerk dat teen 'n konstante spoed op die vlakte en in goeie weer, die punte van jou baan nie eweredig gespasieer is nie: hoe laer die spoed, hoe meer divergeer hulle. Teen 100 km/h word die impak van die fout met 60% verminder, en teen 4 km/h bereik die spoed van 'n voetganger 400%, dit is genoeg om die toeris se GPX-spoor waar te neem, net om te sien dat dit altyd baie "verwikkeld".

Gevolglik :

• hoe hoër die opnametempo,
• en hoe laer die spoed,
• hoe meer die afstand en hoogte van elke regstelling foutief sal wees.

Deur alle KORREKSIES in jou GPX aan te teken, het jy binne een uur of 3600 rekords 3600 keer die horisontale en vertikale GPS-fout opgehoop, byvoorbeeld deur die frekwensie met 3 keer te verminder. meer as 1200 keer wees.

👉 Nog 'n punt: die vertikale GPS-akkuraatheid is nie hoog nie, te hoë opnamefrekwensie sal hierdie gaping vergroot 😬.

Soos die spoed toeneem, word die afstand wat tussen twee opeenvolgende FIX afgelê word geleidelik oorheersend in verhouding tot die posisie-onsekerheid. Die kumulatiewe afstande en hoogtes tussen alle opeenvolgende FIX's wat op jou baan aangeteken is, dit wil sê die totale afstand en vertikale profiel van daardie baan, sal al hoe minder deur liggingonsekerheid beïnvloed word.

Hoe kan hierdie ongewenste effekte teëgewerk word?

Kom ons begin deur die spoedklasse vir mobiliteit te definieer:

1. 🚶🚶‍♀Groepstaptogte, die gemiddelde spoed is laag, ongeveer 3-4 km/h of 1 m/s.
2. 🚶 In sportreismodus is die gemiddelde spoedklas 5 tot 7 km/h, dit wil sê sowat 2 m/s.
3. 🏃 In roete- of hardloopmodusse is die normale spoedklas tussen 7 en 15 km/h, dit is ongeveer 3 m/s.
4. 🚵 Op 'n bergfiets kan ons 'n gemiddelde spoed van 12 tot 20 km/h neem, of sowat 4 m/s.
5. 🚲 Wanneer jy op die pad ry, is die spoed hoër van 5 tot 12 m/s.

Wat stap daarom is dit nodig om 'n opname in inkremente van 10 tot 15 m toe te wys, die GPS-onakkuraatheidsfout sal slegs 300 keer per uur (ongeveer) in ag geneem word in plaas van 3600, en die effek van die posisiefout, wat toeneem vanaf 'n maksimum van 4 m per 1 m tot 'n maksimum van 4 m per 15 m, sal 16 keer verminder word. Die baan sal baie gladder en skoner wees, en die meetgeraas word in ag geneem. gedeel deur die faktor 200! Die punt elke 10-15 m sal nie die herstel van die penne in die veters uitvee nie, dit sal net 'n bietjie meer gesegmenteer en minder raserig wees.

Wat roetes As 'n gemiddelde spoed van 11 km/h aanvaar word, verminder die opname met 'n tydstap wat van 1 elke sekonde na 1 elke 5 sekondes verander die aantal opnames van 3600 tot 720 per uur, en die maksimum (moontlike) fout is 4 m elke 3 m. Word 4 m elke 15 m (d.w.s. van 130% tot 25%!). Die foutrekening deur die aangetekende spoor word met ongeveer 25 keer verminder. Die enigste nadeel is dat paaie met 'n risiko van ernstige kromming effens gesegmenteer is. « Risiko "**, want al is dit 'n roete, sal die spoed op die kurwes onvermydelik daal, en daarom sal twee opeenvolgende FIX nader kom, wat die segmenteringseffek sal verswak.

bergfietsry is by die aansluiting tussen lae spoed (<20 km/h) en medium spoed (> 20 km/h), in die geval van 'n baan met 'n stadige profiel tot baie (<15 km/h) stadig – die frekwensie is 5 s. is 'n goeie kompromie (insluitend Trail), as dit 'n XC-tipe profiel (>15 km/h) is, lyk dit na 'n goeie kompromie om 3'e te hou. Vir 'n hoër spoed (DH) gebruiksprofiel, kies een of twee sekondes as die skryfspoed.

Vir 'n spoed van 15 km/h verminder die keuse van die baanopnamefrekwensie van 1 tot 3 s die GPS-foutrekening met ongeveer 10 keer. Aangesien die draairadius in beginsel met spoed verband hou, sal akkurate baanherstel in nou haarnaaldjies of draaie nie benadeel word nie.

Gevolgtrekking

Die nuutste weergawes van GPS beskikbaar vir buitemuurse aktiwiteite en fietsry verskaf die posisionering akkuraatheid gesien in die studie aangehaal aan die begin van die artikel.

Deur die opnametempo na jou gemiddelde ryspoed te optimaliseer, sal jy die afstand- en hoogtefout van jou GPX-baan aansienlik verminder: jou baan sal gladder wees en sal goed op bane hou.

Die demonstrasie is gebaseer op ideale ontvangstoestande wanneer hierdie ontvangstoestande versleg 🌧 (wolke, afdak, vallei, stad). Die posisie-onsekerheid neem vinnig toe, en die ongewenste effekte van 'n hoë FIX-opnametempo teen 'n lae spoed sal versterk word.

Die prent hierbo toon 'n bajonet wat deur 'n oop veld beweeg sonder 'n masker om slegs die effek van die FIX-transmissiefrekwensie in die GPX-lêer waar te neem.

Hierdie is vier bane wat aangeteken is tydens 'n roete (hardloop) oefensessie teen 'n spoed van 10 km / h. Hulle is deur die jaar ewekansig gekies. Drie rekords (spore) word elke 3 sekondes deur FIX gelaai en een FIX elke 5 sekondes.

Eerste waarneming: die herstel van die trajek tydens die gang van die bajonet gaan nie agteruit nie, wat gedemonstreer moes word. Tweede waarneming: alle waargenome "klein" laterale afwykings is teenwoordig op die "geselekteerde" paaie na 3 sekondes. Dieselfde waarneming word verkry wanneer die spore wat aangeteken is teen frekwensies van 1 s en 5 s (vir hierdie spoedreeks) vergelyk word, die spoor geplot met FIX wat 5 sekondes uitmekaar gespasieer is (vir hierdie spoedreeks) is skoner, die totale afstand en hoogte sal wees nader aan die werklike waarde.

Daarom, op 'n bergfiets, sal die GPS-posisie-opnametempo tussen 2 s (DH) en 5 s (rit) gestel word.

📸 ASO / Aurélien VIALATTE – Cristian Casal / TWS