Si të regjistroni gjurmë të pastra GPS?

Nëse e keni parë ndonjëherë nga afër GPS-në tuaj, duhet të keni parë se është i stërmbushur me cilësimet e konfigurimit. Ju gjithashtu mund të habiteni kur u përpoqët për herë të parë të shikoni në hartë gjurmën e fundit të regjistruar nga të gjitha pikat "të paqëndrueshme" të krijuara.

E çuditshme, e çuditshme. A thua të çuditshme?

Epo, kjo nuk është aq e çuditshme, por befas thotë shumë për aftësinë e GPS për të riprodhuar me saktësi realitetin.

Në fakt, me GPS, i cili na lejon të vendosim frekuencën e regjistrimit të të dhënave, do të kemi intuitën për të zgjedhur mostrën më të shpejtë. Ne i themi vetes: sa më shumë pikë, aq më mirë!

Por a është vërtet një zgjedhje e mirë për të marrë një gjurmë sa më afër realitetit? 🤔

Le të hedhim një vështrim më të afërt, është pak teknik (pa integrale, mos u shqetësoni ...), dhe ne do të jemi me ju.

Ndikimi i marzhit të gabimit

Në botën dixhitale, koncepti i kuantifikimit ka gjithmonë një ndikim pak a shumë të paqartë.

Ironikisht, ajo që mund të duket si një zgjedhje më e mirë, domethënë përdorimi i një norme më të lartë regjistrimi për pikat e pista, mund të jetë kundërproduktive.

Përkufizimi: FIX është aftësia e GPS për të llogaritur pozicionin (gjerësi, gjatësi, lartësi) nga satelitët.

[Posting Across the Atlantic After the Measurement Campaign] (https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/13658816.2015.1086924) thekson se në kushtet më të favorshme të pritjes, është një blu e kaltër. qielli 🌞 dhe GPS i pozicionuar në horizont 360° fushëpamje, ** Saktësia FIX është 3,35 m 95% të rasteve**

⚠️ Konkretisht, me 100 rregullime të njëpasnjëshme, GPS-i juaj ju vendos në një distancë prej 0 dhe 3,35 m nga vendndodhja juaj reale 95 herë dhe 5 herë jashtë.

Vertikalisht, gabimi konsiderohet të jetë 1,5 herë më i madh se gabimi horizontal, kështu që në 95 raste nga 100 lartësia e regjistruar do të jetë +/- 5 m nga lartësia aktuale në kushtet e pritjes optimale, e cila shpesh është e vështirë pranë tokës. .

Për më tepër, botime të ndryshme të disponueshme tregojnë se marrja nga yjësitë e shumta 🛰 (GPS + GLONASS + Galileo) nuk përmirëson saktësinë horizontale të GPS.

Nga ana tjetër, një marrës GPS i aftë për të interpretuar sinjalin e disa konstelacioneve të satelitëve do të ketë përmirësimet e mëposhtme:

1. Reduktimi i kohëzgjatjes së FIX-it të parë, sepse sa më shumë satelitë të ketë, aq më i madh do të jetë marrësi i tyre sapo të lëshohet,
2. përmirësimi i saktësisë së pozicionimit në kushte të vështira pritjeje. Kështu ndodh në qytet (kanionet urbane), në fund të një lugine në zonat malore ose në pyll.

Mund ta provoni me GPS-in tuaj: rezultati është i qartë dhe i përfunduar.

Çipi GPS vendos FIX çdo sekondë krejtësisht.

Pothuajse të gjitha sistemet GPS të çiklizmit ose të jashtëm i lejojnë këto FIX të gjurmojnë (GPX) normat e regjistrimit. Ose regjistrohen të gjitha, zgjedhja është 1 herë në sekondë, ose GPS merr 1 N (për shembull, çdo 3 sekonda), ose akordimi bëhet nga një distancë.

Çdo FIX është për të përcaktuar pozicionin (gjerësia, gjatësia, lartësia, shpejtësia); distanca midis dy FIX-ave fitohet duke llogaritur harkun e një rrethi (që ndodhet në perimetrin e globit 🌎) që kalon nëpër dy FIX-a të njëpasnjëshme. Distanca totale e vrapimit është shuma e këtyre intervaleve të distancës.

Në thelb, të gjithë GPS-të e bëjnë këtë llogaritje për të marrë distancën e përshkuar pa marrë parasysh lartësinë, më pas ata integrojnë korrigjimin për të llogaritur lartësinë. Një llogaritje e ngjashme bëhet për lartësinë.

Pra: sa më shumë FIX të ketë, aq më shumë regjistrimi ndjek rrugën aktuale, por aq më shumë do të integrohet pjesa e gabimit të pozicionit horizontal dhe vertikal.

Ilustrimi: në të gjelbër është shtegu i vërtetë në vijë të drejtë për të thjeshtuar arsyetimin, me të kuqe është GPS FIX në 1 Hz me pasiguri pozicioni të materializuar rreth çdo FIX: pozicioni real është gjithmonë në këtë rreth, por jo i përqendruar. , dhe me ngjyrë blu është përkthimi në GPX nëse bëhet çdo 3 sekonda. Vjollca tregon gabimin në lartësi siç matet me GPS ([shih këtë tutorial për ta rregulluar] (/blog/altitude-gps-strava-inaccurate).

Pasiguria e pozicionit është më pak se 4 m 95% të kohës në kushte ideale të pritjes. Implikimi i parë është se ndërmjet dy FIX-ve të njëpasnjëshme, nëse kompensimi është më i vogël se pasiguria e pozicionit, kompensimi i regjistruar nga ai FIX përmban një pjesë të madhe të asaj pasigurie: është zhurma e matjes.

Për shembull, me një shpejtësi prej 20 km / orë, ju lëvizni 5,5 metra çdo sekondë; megjithëse gjithçka është perfekte, GPS-ja juaj mund të matë një zhvendosje prej 5,5 m +/- Xm, vlera X do të jetë midis 0 dhe 4 m (për një pasiguri pozicioni 4 m), kështu që do ta vendosë këtë FIX të ri me një pozicion midis 1,5 m dhe 9,5 m dhe 70 m nga ai i mëparshmi. Në rastin më të keq, gabimi në llogaritjen e këtij kampioni të distancës së përshkuar mund të arrijë +/- XNUMX%, ndërsa klasa e performancës GPS është e shkëlqyer!

Ju ndoshta keni vënë re tashmë se me një shpejtësi konstante në fushë dhe në mot të mirë, pikat e pista tuaj nuk janë të barabarta: sa më e ulët të jetë shpejtësia, aq më shumë ato ndryshojnë. Me shpejtësinë 100 km/h, ndikimi i gabimit zvogëlohet me 60%, dhe në 4 km/orë, shpejtësia e këmbësorit arrin në 400%, mjafton të vëzhgoni pistën GPX të turistit, vetëm për të parë që është gjithmonë shumë "i ndërlikuar".

Rrjedhimisht:

• sa më e lartë të jetë shkalla e regjistrimit,
• dhe sa më e ulët të jetë shpejtësia,
• aq më shumë distanca dhe lartësia e çdo rregullimi do të jenë të gabuara.

Duke regjistruar të gjitha KORRIGJIMET në GPX tuaj, brenda një ore ose 3600 regjistrime keni grumbulluar 3600 herë gabimin horizontal dhe vertikal të GPS, për shembull, duke ulur frekuencën me 3 herë. të jetë mbi 1200 herë.

👉 Një pikë tjetër: saktësia vertikale GPS nuk është e lartë, frekuenca shumë e lartë e regjistrimit do ta rrisë këtë hendek 😬.

Me rritjen e shpejtësisë, gradualisht distanca e përshkuar ndërmjet dy FIX të njëpasnjëshme bëhet mbizotëruese në lidhje me pasigurinë e pozicionit. Distancat dhe lartësitë kumulative midis të gjitha FIX-ve të njëpasnjëshme të regjistruara në pistën tuaj, domethënë distanca totale dhe profili vertikal i asaj kursi, do të ndikohen gjithnjë e më pak nga pasiguria e vendndodhjes.

Si mund të kundërshtohen këto efekte të padëshiruara?

Le të fillojmë duke përcaktuar klasat e shpejtësisë për lëvizshmëri:

1. 🚶🚶‍♀Rritjet në grup, shpejtësia mesatare është e ulët, rreth 3-4 km/orë ose 1 m/s.
2. 🚶 Në modalitetin e udhëtimit sportiv, klasa mesatare e shpejtësisë është 5 deri në 7 km / orë, domethënë rreth 2 m / s.
3. 🏃 Në modalitetet Trail ose Vrapim, klasa normale e shpejtësisë është midis 7 dhe 15 km/h, që është rreth 3 m/s.
4. 🚵 Në një biçikletë mali, ne mund të marrim një shpejtësi mesatare prej 12 deri në 20 km/h, ose rreth 4 m/s.
5. 🚲 Kur vozitni në rrugë, shpejtësia është më e madhe nga 5 në 12 m/s.

Që shëtitje prandaj, është e nevojshme të caktohet një regjistrim në rritje prej 10 deri në 15 m, gabimi i pasaktësisë GPS do të merret parasysh vetëm 300 herë në orë (afërsisht) në vend të 3600, dhe efekti i gabimit të pozicionit, i cili rritet nga një maksimumi 4 m për 1 m deri në maksimum 4 m për 15 m, do të reduktohet 16 herë. Pista do të jetë shumë më e qetë dhe më e pastër, dhe zhurma e matjes merret parasysh. pjesëtuar me faktorin 200! Maja çdo 10-15 m nuk do të fshijë restaurimin e kunjave në lidhëse, thjesht do të jetë pak më i segmentuar dhe më pak i zhurmshëm.

Që shtigje Duke supozuar një shpejtësi mesatare prej 11 km/h, regjistrimi me një hap kohor që ndryshon nga 1 çdo sekondë në 1 çdo 5 sekonda, zvogëlon numrin e regjistrimeve nga 3600 në 720 në orë, dhe gabimi maksimal (i mundshëm) është 4 m çdo 3. m. Bëhet 4 m çdo 15 m (d.m.th. nga 130% në 25%!). Kontabilizimi i gabimeve nga gjurma e regjistruar zvogëlohet me rreth 25 herë. E vetmja pengesë është se shtigjet në rrezik të lakimit të rëndë janë pak të segmentuara. « Rrezik "**, sepse edhe pse kjo është një shteg, shpejtësia në kthesa në mënyrë të pashmangshme do të bjerë, dhe për këtë arsye dy FIX radhazi do të afrohen, gjë që do të dobësojë efektin e segmentimit.

biçikleta malore është në kryqëzimin midis shpejtësive të ulëta (<20 km/h) dhe shpejtësive mesatare (> 20 km/h), në rastin e një piste me profil të ngadaltë deri në shumë (<15 km/h) të ngadaltë - frekuenca është 5 s. është një kompromis i mirë (përfshirë Trail), nëse është një profil i tipit XC (>15 km/h), mbajtja e 3s duket si një kompromis i mirë. Për një profil përdorimi me shpejtësi më të lartë (DH), zgjidhni një ose dy sekonda si shpejtësinë e shkrimit.

Për një shpejtësi prej 15 km / orë, zgjedhja e frekuencës së regjistrimit të pista nga 1 në 3 s redukton llogaritjen e gabimeve GPS me rreth 10 herë. Meqenëse, në parim, rrezja e kthesës lidhet me shpejtësinë, rikuperimi i saktë i trajektores në kapëse flokësh ose kthesa të ngushta nuk do të rrezikohet.

Përfundim

Versionet më të fundit të GPS të disponueshëm për aktivitete në natyrë dhe çiklizëm ofrojnë saktësinë e vendndodhjes që shihet në studimin e cituar në fillim të artikullit.

Duke optimizuar shpejtësinë e regjistrimit me shpejtësinë mesatare të vozitjes, do të reduktoni ndjeshëm gabimin e distancës dhe lartësisë së pistës suaj GPX: pista juaj do të jetë më e qetë dhe do të mbahet mirë në pista.

Demonstrimi bazohet në kushtet ideale të pritjes kur këto kushte pritjeje përkeqësohen 🌧 (re, tendë, luginë, qytet). Pasiguria e pozicionit rritet me shpejtësi dhe efektet e padëshiruara të një shpejtësie të lartë regjistrimi FIX me shpejtësi të ulët do të përforcohen.

Imazhi i mësipërm tregon një bajonetë që kalon nëpër një fushë të hapur pa maskë për të vëzhguar vetëm efektin e frekuencës së transmetimit FIX në skedarin GPX.

Këto janë katër pista të regjistruara gjatë një seance stërvitore në shtigje (vrapim) me shpejtësi 10 km/h. Ato janë përzgjedhur rastësisht gjatë gjithë vitit. Tre rekorde (gjurmë) ngarkohen nga FIX çdo 3 sekonda dhe një FIX çdo 5 sekonda.

Vëzhgimi i parë: rikuperimi i trajektores gjatë kalimit të bajonetës nuk përkeqësohet, gjë që duhej të demonstrohej. Vëzhgimi i dytë: të gjitha devijimet anësore "të vogla" të vëzhguara janë të pranishme në shtigjet "të zgjedhura" pas 3 sekondash. I njëjti vëzhgim merret kur krahasohen gjurmët e regjistruara në frekuencat 1 s dhe 5 s (për këtë interval shpejtësie), pista e vizatuar me FIX me një distancë prej 5 sekondash (për këtë interval shpejtësie) është më e pastër, distanca dhe lartësia totale do të jenë më afër vlerës reale.

Prandaj, në një biçikletë mali, shpejtësia e regjistrimit të pozicionit GPS do të vendoset midis 2 s (DH) dhe 5 s (udhëtim).

📸 ASO / Aurélien VIALATTE – Cristian Casal / TWS