Pse është e pasaktë lartësia juaj GPS ose STRAVA?

Një pyetje ose pyetje e përsëritur lind në lidhje me saktësinë e lartësisë dhe ndryshimet në lartësinë GPS.

Megjithëse mund të duket e parëndësishme, marrja e një lartësie të saktë është sfiduese, në rrafshin horizontal mund të vendosni lehtësisht një matës shiriti, litar, zinxhir gjeodezik ose të grumbulloni perimetrin e një rrote për të matur distancën. nga ana tjetër, është më e vështirë të vendosësh njehsorin 📐 në rrafshin vertikal.

Lartësitë GPS bazohen në një paraqitje matematikore të formës së tokës, ndërsa lartësitë në një hartë topografike bazohen në një sistem koordinativ vertikal të lidhur me globin.

Prandaj, këto janë dy sisteme të ndryshme që duhet të përkojnë në një pikë.

Lartësia dhe rënia vertikale janë parametra me të cilët shumica e çiklistëve, çiklistët malor, alpinistët dhe alpinistët do të dëshirojnë të konsultohen pas një udhëtimi.

Udhëzimet për marrjen e profilit vertikal dhe ndryshimin e saktë të lartësisë janë të dokumentuara relativisht mirë në manualet e GPS-ve të jashtëm (të tilla si manualet e gamës së Garmin GPSMap), në mënyrë paradoksale, ky informacion pothuajse mungon ose është i fshehtë në manualet e synuara të përdorimit të GPS. për çiklistët (për shembull, udhëzues për gamën Garmin Edge GPS).

Garmin's After Sales Service po jep të gjitha këshillat e dobishme, ashtu si TwoNav. Për prodhuesit ose aplikacionet e tjera GPS (përveç Strava) ky është një boshllëk i madh 🕳.

Si të matni lartësinë?

Disa teknika:

• Zbatimi i teoremës së famshme të Talesit në praktikë,
• Teknika të ndryshme të trekëndëshimit,
• Duke përdorur një lartësimatës,
• Radar, marrëveshje,
• Matjet satelitore.

Altimetër barometrik

Ishte e nevojshme të përcaktohet standardi: lartësimatësi përkthen presionin atmosferik të një vendi në një lartësi. Një lartësi prej 0 m korrespondon me një presion prej 1013,25 mbar në nivelin e detit në një temperaturë prej 15 ° Celsius.

Në praktikë, këto dy kushte rrallë përmbushen në nivelin e detit, për shembull, kur shkruani këtë artikull, presioni në bregdetin e Normandisë ishte 1035 mbar, dhe temperatura është afër 6 °, gjë që mund të çojë në një gabim në një lartësi. prej rreth 500 m.

Altimetri barometrik jep lartësinë e saktë pas rirregullimit nëse kushtet e presionit/temperaturës stabilizohen.

Rregullimi është për të mbajtur një lartësi të saktë për një vendndodhje, dhe më pas lartësimatësi e rregullon atë lartësi në përgjigje të ndryshimeve në presionin dhe temperaturën atmosferike.

Një rënie e temperaturës 🌡 ngushton kthesat e presionit dhe rritet lartësia dhe anasjelltas nëse temperatura rritet.

Vlera e shfaqur e lartësisë do të jetë e ndjeshme ndaj ndryshimeve në temperaturën e ambientit, përdoruesi i lartësimatës, i cili e mban ose e mban në kyçin e dorës, duhet të jetë i vetëdijshëm për efektin e ndryshimeve të temperaturës lokale në vlerën e shfaqur (për shembull: ora mbyllur/hapur me mëngë, erë relative për shkak të lëvizjeve të shpejta ose të ngadalta, ndikimi i temperaturës së trupit etj.).

Për të thjeshtuar masën e qëndrueshme ajrore, është moti i qëndrueshëm 🌥.

Kur përdoret si duhet, altimetri barometrik është një instrument referimi i besueshëm për një sërë aplikimesh si aeronautika, ecja, alpinizmi ...

Lartësia GPS

GPS përcakton lartësinë e një vendi në raport me sferën ideale që simulon Tokën: "Elipsoid". Meqenëse Toka është e papërsosur, kjo lartësi duhet të transformohet për të marrë lartësinë "gjeoid" 🌍.

Një vëzhgues që lexon lartësinë e një shënuesi sondazhi duke përdorur GPS mund të shohë një devijim prej disa dhjetëra metrash, megjithëse GPS i tij funksionon siç duhet në kushte ideale të marrjes. Ndoshta marrësi GPS është i gabuar?

Ky ndryshim shpjegohet me saktësinë e modelimit të elipsoidit dhe, në veçanti, modelit gjeoid, i cili është kompleks për faktin se sipërfaqja e Tokës nuk është një sferë ideale, përmban anomali, pëson modifikime njerëzore dhe ndryshon vazhdimisht. (Telluric dhe Human).

Këto pasaktësi do të kombinohen me gabimet e matjes të qenësishme në GPS dhe janë shkaku i pasaktësive dhe ndryshimeve të vazhdueshme në lartësinë e raportuar nga GPS.

Gjeometritë satelitore që favorizojnë saktësinë e mirë horizontale, domethënë pozicioni i ulët i satelitëve në horizont, pengon marrjen e saktë të lartësisë. Rendi i madhësisë së saktësisë vertikale është 1,5 herë më shumë se saktësia horizontale.

Shumica e prodhuesve të çipave GPS integrojnë modelin matematikor në softuerin e tyre. i cili i afrohet modelit gjeodezik të tokës dhe siguron lartësinë e specifikuar në këtë model.

Kjo do të thotë se nëse jeni duke ecur në det nuk është e pazakontë të shihni lartësi negative ose pozitive, sepse modeli gjeodezik i tokës është i papërsosur dhe kësaj mangësie duhet shtuar edhe gabimi i natyrshëm në GPS. Kombinimi i këtyre gabimeve mund të shkaktojë një devijim lartësie prej më shumë se 50 metra në vende të caktuara 😐.

Modelet gjeoid janë rafinuar, në veçanti, altimetria e marrë si rezultat i pozicionimit të GNNS do të mbetet e pasaktë për disa vite.

Modeli dixhital i terrenit "DTM"

Një DTM është një skedar dixhital i përbërë nga rrjete, çdo rrjet (sipërfaqe elementare katrore) siguron një vlerë lartësie për sipërfaqen e asaj rrjete. Një ide e madhësisë aktuale të rrjetit të modelit të lartësisë botërore është 30 m x 90 m. Duke ditur pozicionin e një pike në sipërfaqen e tokës (gjatësia, gjerësia), është e lehtë të merret lartësia e vendit duke lexuar skedari DTM (ose DTM, Modeli dixhital i terrenit në anglisht).

Disavantazhi kryesor i një DEM është besueshmëria e tij (anomali, vrima) dhe saktësia e skedarit; Shembuj:

• ASTER DEM disponohet me një hap (rrjet ose piksel) prej 30 m, saktësi horizontale 30 m dhe lartësi 20 m.
• MNT SRTM është i disponueshëm për hapësirë ​​90 m (rrjet ose piksel), afërsisht 16 m lartësi dhe saktësi planimetrike 60 m.
• Modeli Sonny DEM (Evropë) është i disponueshëm në ngritje 1°x1°, d.m.th. me një madhësi qelize të rendit 25 x 30 m në varësi të gjerësisë gjeografike. Shitësi ka përpiluar burimet më të sakta të të dhënave, ky DEM është relativisht i saktë dhe mund të përdoret "lehtë" për TwoNav dhe Garmin GPS nëpërmjet hartës falas OpenmtbMap.
• IGN DEM 5m x 5m ofrohet pa pagesë (nga janari 2021) në hapa 1m x 1m ose 5m x 5m me rezolucion vertikal 1m. Qasja në këtë DEM shpjegohet në këtë udhëzues.

Mos e ngatërroni rezolucionin (ose saktësinë e të dhënave në skedar) me saktësinë aktuale të atyre të dhënave. Leximet (matjet) mund të merren nga instrumente që nuk lejojnë vëzhgimin e sipërfaqes së globit në metër më të afërt.

IGN DEM, i disponueshëm pa pagesë 🙏 nga janari 2021, është një pako leximesh (matjesh) të marra me instrumente të ndryshme. Zonat e skanuara për kërkime të fundit (p.sh. rreziku nga përmbytjet) u skanuan me rezolucion 1 m, në vende të tjera saktësia mund të jetë shumë larg kësaj vlere. Megjithatë, në dosje, të dhënat janë interpoluar për të plotësuar fushat me ngritje 5x5m ose 1x1m. IGN ka nisur një fushatë sondazhi me rezolucion të lartë me qëllim që të mbulojë plotësisht Francën deri në vitin 2026, dhe atë ditë, IGN DEM do të jetë e saktë dhe falas në intervale 1x1x1m. ...

DEM tregon lartësinë e tokës: lartësia e infrastrukturës (ndërtesa, ura, gardhe, etj.) nuk merret parasysh. Në pyll, kjo është lartësia e tokës në këmbët e pemëve, sipërfaqja e ujit është sipërfaqja e bregdetit për të gjithë rezervuarët më të mëdhenj se një hektar.

Të gjitha pikat në një qelizë kanë të njëjtën lartësi, kështu që në skajin e shkëmbit, për shkak të pasigurisë së vendndodhjes së skedarit, e përmbledhur me pasigurinë e vendndodhjes, lartësia e nxjerrë mund të jetë e njëjtë me atë të qelizës fqinje.

Saktësia e pozicionimit GPS në kushte ideale të marrjes është në rendin e 4,5 m në 90%. Kjo performancë shihet me marrësit më të fundit GPS (GPS + Glonass + Galileo). Prandaj, saktësia është 90 herë nga 100 midis 0 dhe 5 m (qielli i pastër, duke përjashtuar maskat, duke përjashtuar kanionet, etj.) të vendndodhjes reale. përdorimi i një DEM me një qelizë 1 x 1 m është kundërproduktive.sepse shanset për të qenë në rrjetin e duhur do të jenë të rralla. Kjo zgjedhje do ta mbingarkojë procesorin pa vlerë të vërtetë të shtuar!

Për të marrë një DEM që mund të përdoret në:

• GPS TwoNav: CDEM në 5 m (RGEALTI).

• Garmin GPS: Baza e të dhënave Sonny

  Mësoni se si të krijoni DEM-in tuaj për TwoNav GPS. Kurbat e nivelit mund të nxirren duke përdorur softuerin Qgis.

Përcaktoni lartësinë duke përdorur GPS

Një zgjidhje mund të jetë ngarkimi i skedarit DEM në navigatorin tuaj GPS, por lartësia do të jetë e besueshme vetëm nëse rrjetet zvogëlohen në madhësi dhe nëse skedari është mjaft i saktë (horizontalisht dhe vertikalisht).

Për të pasur një ide të mirë të cilësisë së DEM-it, mjafton të vizualizoni, për shembull, relievin e një liqeni ose të ndërtoni një shteg që përshkon liqenin dhe të vëzhgoni lartësitë në një seksion 2D.

Imazhi: Softueri LAND, pamje e liqenit Gerardmer në zmadhimin 3D x XNUMX me DEM korrekt. Projeksioni i rrjetave në terren tregon kufirin aktual DEM.

Imazhi: Programi LAND, pamje e liqenit Gérardmer "BOG" në 2D me DTM-në e duhur.

Të gjitha pajisjet moderne GPS me "cilësi të mirë" kanë një busull dhe një sensor barometrik dixhital, pra një lartësimatës barometrik; Përdorimi i këtij sensori ju lejon të merrni një lartësi të saktë me kusht që ta vendosni lartësinë në një pikë të njohur (rekomandimi Garmin).

Paqartësia e lartësisë e ofruar nga GPS që nga ardhja e GPS ka nxitur zhvillimin e algoritmeve të hibridizimit për aeronautikën që përdorin lartësinë e barometrit dhe lartësinë GPS për të siguruar pozicionin e saktë gjeografik. lartësia. Është një zgjidhje e besueshme e lartësisë dhe zgjedhja e preferuar e prodhuesve GPS, e optimizuar për praktikën TwoNav në natyrë. dhe Garmin.

Në Garmin, oferta GPS prezantohet sipas profilit të përdoruesit (në natyrë, çiklizëm, biçikletë malore, etj.), ndaj është e rëndësishme t'i referoheni manualeve të përdoruesit dhe shërbimit pas shitjes.

Zgjidhja optimale është të vendosni GPS-në tuaj në opsionin:

• Lartësia = Barometri + GPS, nëse GPS lejon,
• Lartësia = Barometri + DTM (MNT) nëse e lejon GPS.

Në të gjitha rastet, për një GPS të pajisur me barometër, vendosni manualisht barometrin në lartësinë minimale në pikën e fillimit. Në male ⛰ në vrapime të gjata, vendosja do të duhet të ribëhet, veçanërisht në rast të luhatjeve të temperaturës dhe motit.

Disa pajisje çiklizmi të optimizuara nga Garmin GPS rivendosin automatikisht lartësinë barometrike në pikat e njohura të lartësisë, e cila është një zgjidhje veçanërisht e zgjuar për çiklizmin malor. Megjithatë, përdoruesi duhet të informojë, për shembull, përpara se të largohet nga lartësia e kalimeve dhe fundi i luginës; në kthim, diferenca në lartësi do të jetë e saktë 👍.

Në modalitetin Barometri + (GPS ose DTM), prodhuesi përfshin një algoritëm automatik të rregullimit të barometrit bazuar në parimin se rritja e parë nga barometri, GPS ose DEM duhet të jetë konsistente: ky parim ofron fleksibilitet të madh për përdoruesit dhe është i përshtatshëm për Aktivitetet në natyrë.

Sidoqoftë, përdoruesi duhet të jetë i vetëdijshëm për kufizimet:

• GPS bazohet në gjeoid, kështu që nëse përdoruesi lëviz nëpër terrene artificiale (për shembull, në deponitë e skorjeve), korrigjimet do të shtrembërohen,
• DEM tregon shtegun në terren, nëse përdoruesi merr hua një pjesë të konsiderueshme të infrastrukturës njerëzore (viadukt, urë, ura për këmbësorë, tunele, etj.), rregullimet do të kompensohen.

Prandaj, procedura optimale për të marrë një rritje të saktë të lartësisë është si më poshtë:

1️⃣ Rregulloni sensorin barometrik në fillim. Pa këtë cilësim, lartësitë do të konvertohen (zhvendosen), ndryshimi në nivel do të jetë i saktë nëse zhvendosja për shkak të motit është e vogël (rrugë e shkurtër jashtë maleve). Për përdoruesit e GPS të familjes Garmin, lartësitë "gpx" përdoren nga Garmin dhe Strava për komunitetin, kështu që preferohet të vendosni profilin e saktë të lartësisë në bazën e të dhënave.

2️⃣ Për të reduktuar lëvizjen (gabim në lartësi dhe lartësi) për shkak të kushteve të motit në udhëtime të gjata (> 1 orë) dhe në male:

• Përqendrohuni në zgjedhje Barometri + GPS, zona të jashtme me reliev artificial (zona hale, kodra artificiale, etj.),
• Përqendrohuni në zgjedhje Barometri + DTM (MNT)nëse keni instaluar IGN DTM (rrjet 5 x 5 m) ose Sonny DTM (Francë ose Evropë) jashtë një itinerari që përdor një sasi të konsiderueshme të infrastrukturës (ura për këmbësorë, mbikalime, etj.).

Zhvillimi i një ndryshimi në lartësi

Problemi i lartësisë i përshkruar në rreshtat e mëparshëm më së shpeshti shfaqet pasi vërehet se ndryshimi në lartësi midis dy praktikuesve është i ndryshëm ose ndryshon në varësi të faktit nëse lexohet në GPS ose në një aplikacion si STRAVA (shih ndihmën e STRAVA) për shembull.

Para së gjithash, duhet të akordoni GPS-in tuaj për të siguruar lartësinë më të besueshme.

Është mjaft e thjeshtë për të marrë diferencën në nivele duke lexuar hartën, shpesh praktikuesi kufizohet në përcaktimin e ndryshimit midis pikave të dimensioneve ekstreme, megjithëse, për të qenë të saktë, është e nevojshme të numërohen linjat konturore pozitive për të marrë shumën. .

Nuk ka vija horizontale në skedarin dixhital, softueri GPS, aplikacioni për vizatimin e gjurmëve ose softueri i analizës është konfiguruar për të "akumuluar hapa ose rritje të lartësisë".

Shpesh "pa akumulim" mund të konfigurohet:

• në TwoNav opsionet e cilësimeve janë të zakonshme për të gjithë GPS-të
• në Gamin duhet të konsultoni manualin e përdoruesit dhe shërbimin pas shitjes (çdo model ka karakteristikat e veta sipas profilit tipik të përdoruesit)
• aplikacioni OpenTraveller ka një opsion që sugjeron rregullimin e pragut të ndjeshmërisë për përcaktimin e ndryshimit në lartësi.

Secili ka zgjidhjen e tij 💡.

Uebfaqe ose softuer për analiza në internet përpiquni të zëvendësoni lartësinë nga skedarët "gpx" me të dhënat e tyre të lartësisë.

Shembull: STRAVA ka krijuar një skedar altimetrie "vendase" të krijuar duke përdorur lartësitë që rrjedhin nga gjurmët që rrjedhin nga GPS i njohur për STRAVA dhe është i pajisur me sensor barometrik.Zgjidhja e miratuar supozon se GPS-i është i njohur për STRAVA, kështu që për momentin ai merret kryesisht nga diapazoni i GARMIN, dhe besueshmëria e skedarit supozon se çdo përdorues është kujdesur për rivendosjen manuale të lartësisë. .

Për sa i përket pasojave praktike, problemi lind veçanërisht gjatë shëtitjeve në grup, sepse çdo pjesëmarrës 🚵 mund të vërejë se diferenca e tyre në lartësi është e ndryshme nga niveli i pjesëmarrësve të tjerë, në varësi të llojit të GPS-së së tyre, ose është një përdorues kurioz që nuk e kupton. pse ndryshimi është lartësia GPS, softueri i analizës ose STRAVA është i ndryshëm.

Në botën STRAVA të dezinfektuar në mënyrë të përsosur, të gjithë anëtarët e grupit të përdoruesve të GPS GARMIN duhet në parim të shohin të njëjtën lartësi në GPS-në e tyre dhe në STRAVA e tyre. Sidoqoftë, është logjike që ndryshimi mund të shpjegohet vetëm me rregullimin e lartësisë asgjë nuk konfirmon se ndryshimi i raportuar i lartësisë është i saktë.

Është logjike që një anëtar i këtij grupi përdoruesish që ka një GPS të panjohur për STRAVA duhet të shohë të njëjtin ndryshim lartësie në STRAVA si asistentët e tij, megjithëse ndryshimi i nivelit i shfaqur nga GPS i tij është i ndryshëm. Ai mund të fajësojë pajisjet e tij, të cilat megjithatë funksionojnë si duhet.

Vlera më e afërt me vlerën e vërtetë të diferencës në lartësi merret ende në FRANCE ose BELGJIKE kur lexoni kartën IGN., vënia në punë e një gjeoidi më të avancuar do ta zhvendosë gradualisht pikën referuese drejt GNSS

GNSS: Gjeolokimi dhe navigimi duke përdorur një sistem satelitor: Përcaktimi i pozicionit dhe shpejtësisë së një pike në sipërfaqe ose në afërsi të afërt të Tokës duke përpunuar sinjalet radio nga disa satelitë artificialë të marrë në atë pikë.

Nëse duhet të mbështeteni në softuer ose një aplikacion për të marrë diferencën e lartësisë, duhet ta rregulloni këtë softuer për të rregulluar vlerën e hapit të akumulimit sipas linjave konturore të hartës IGN të sitit, domethënë 5 ose 10 m. Një hap i vogël do të kthejë në rënie të gjitha kërcimet e vogla ose kalimet në gunga dhe anasjelltas, një hap shumë i lartë do të fshijë ngritjen e kodrave të vogla.

Pas aplikimit të këtyre rekomandimeve, eksperimenti i autorit tregon se vlerat e lartësisë të marra duke përdorur GPS ose softuerin e analizës të pajisur me një DEM të besueshëm mbeten brenda intervalit "korrekt". duke supozuar se edhe harta IGN ka pasiguritë e vetakrahasuar me vlerësimin e marrë me kartën IGN 1 / 25.

Nga ana tjetër, vlera e publikuar nga STRAVA zakonisht mbivlerësohet. Metoda e përdorur nga STRAVA, bazuar në "feedback" nga përdoruesit, teorikisht ju lejon të parashikoni një konvergjencë të shpejtë me vlerat që janë shumë afër të vërtetës, të cilat, në varësi të numrit të vizitorëve, duhet të ndodhin tashmë në BikePark. ose pista shumë të ngarkuara!

Për ta ilustruar konkretisht këtë pikë, ja një analizë e një piste, e marrë në mënyrë të rastësishme, në një rrugë kodrinore 20 km të gjatë. Lartësia "barometrike" e GPS-së u vendos përpara nisjes, ajo siguron lartësinë "Barometric + GPS", DTM është një DTM e besueshme që është ridizajnuar për të qenë e saktë. Jemi jashtë zonës ku STRAVA mund të ketë një profil të besueshëm lartësie.

Ky është një ilustrim i një piste ku ndryshimi midis IGN dhe GPS është më i madhi dhe ndryshimi midis IGN dhe STRAVA është më i vogli. distanca midis GPS dhe STRAVA është 80 m, dhe "IGN" e vërtetë është midis tyre.

Lartësitë
largohem	Mbërritja	Max	min	lartësia	Devijimi / IGN
GPS (Barrier + GPS)	122	124	150	98	198	-30
Rregullimi i lartësisë në DTM	122	122	150	98	198	-30
USHQIMI	280	+51
kartat IGN	122	122	148	99	228,5	0