Sut i recordio traciau GPS glân?
Os ydych chi erioed wedi edrych yn agos ar eich GPS, mae'n rhaid eich bod wedi gweld ei fod yn anniben gyda gosodiadau cyfluniad. Efallai y byddwch hefyd yn synnu pan wnaethoch geisio gweld ar y map y trac olaf a gofnodwyd gan yr holl bwyntiau “ansefydlog” a gynhyrchwyd.
Rhyfedd, rhyfedd. A wnaethoch chi ddweud rhyfedd?
Wel, nid yw hynny'n rhyfedd iawn, ond yn sydyn mae'n dweud llawer am allu GPS i atgynhyrchu realiti yn gywir.
Mewn gwirionedd, gyda GPS, sy'n caniatáu inni osod yr amledd logio data, bydd gennym y greddf i ddewis y sampl gyflymaf. Rydyn ni'n dweud wrth ein hunain: po fwyaf o bwyntiau, gorau oll!
Ond a yw'n ddewis da mewn gwirionedd i gael llwybr mor agos at realiti â phosibl? 🤔
Gadewch i ni edrych yn agosach, mae ychydig yn dechnegol (dim integrynnau, peidiwch â phoeni ...), a byddwn gyda chi.
Dylanwad ymyl y gwall
Yn y byd digidol, mae'r cysyniad o feintioli bob amser yn cael effaith fwy neu lai annelwig.
Yn eironig, gall yr hyn a all ymddangos fel gwell dewis, sef defnyddio cyfradd recordio uwch ar gyfer pwyntiau trac, fod yn wrthgynhyrchiol.
Diffiniad: FIX yw gallu GPS i gyfrifo safle (lledred, hydred, uchder) o loerennau.
Mae [Postio ar Draws yr Iwerydd ar ôl yr Ymgyrch Fesur] (https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/13658816.2015.1086924) yn nodi ei fod yn las asur o dan yr amodau derbyn mwyaf ffafriol. awyr 🌞 a GPS wedi'i leoli ym maes golygfa 360 ° y gorwel, ** Cywirdeb FIX yw 3,35 m 95% o'r amser,**
⚠️ Yn benodol, gyda 100 o atebion yn olynol, mae eich GPS yn eich geoleoli rhwng 0 a 3,35m o'ch lleoliad go iawn 95 gwaith a 5 gwaith y tu allan.
Yn fertigol, ystyrir bod y gwall 1,5 gwaith yn fwy na'r gwall llorweddol, felly mewn 95 achos allan o 100 bydd yr uchder a gofnodwyd yn +/- 5 m o'r uchder gwirioneddol o dan amodau'r derbyniad gorau posibl, sy'n aml yn anodd ger y ddaear. .
Yn ogystal, mae amryw gyhoeddiadau sydd ar gael yn dangos nad yw derbyniad o gytserau lluosog 🛰 (GPS + GLONASS + Galileo) yn gwella cywirdeb llorweddol GPS.
Ar y llaw arall, bydd derbynnydd GPS sy'n gallu dehongli signal sawl cytser o loerennau yn cael y gwelliannau canlynol:
- Gan leihau hyd y FIX cyntaf, oherwydd po fwyaf o loerennau sydd yna, y mwyaf fydd eu derbynnydd unwaith y bydd wedi'i lansio,
- gwella cywirdeb lleoli mewn amodau derbyn anodd. Mae hyn yn wir yn y ddinas (canyons trefol), ar waelod cwm mewn ardaloedd mynyddig neu yn y goedwig.
Gallwch roi cynnig arno gyda'ch GPS: mae'r canlyniad yn glir ac wedi'i orffen.
Mae'r sglodyn GPS yn gosod FIX bob eiliad yn gyfan gwbl.
Mae bron pob system GPS beicio neu awyr agored yn caniatáu i'r FIX hyn olrhain cyfraddau recordio (GPX). Naill ai maen nhw i gyd yn cael eu recordio, y dewis yw 1 amser yr eiliad, neu mae'r GPS yn cymryd 1 o N (er enghraifft, bob 3 eiliad), neu mae'r tiwnio yn cael ei wneud o bell.
Mae pob FIX i benderfynu ar y sefyllfa (lledred, hydred, uchder, cyflymder); ceir y pellter rhwng dau FIXs trwy gyfrifo arc cylch (wedi'i leoli ar gylchedd y glôb 🌎) sy'n mynd trwy ddau DDODIAD olynol. Cyfanswm y pellter rhedeg yw swm y cyfyngau pellter hyn.
Yn y bôn, mae pob GPS yn gwneud y cyfrifiad hwn i gael y pellter a deithiwyd heb ystyried yr uchder, yna maent yn integreiddio'r cywiriad i gyfrif am yr uchder. Gwneir cyfrifiad tebyg ar gyfer yr uchder.
Felly: po fwyaf o FIX sydd yna, po fwyaf y mae'r cofnod yn dilyn y llwybr go iawn, ond po fwyaf y bydd y rhan gwall sefyllfa lorweddol a fertigol yn cael ei hintegreiddio.
Darlun: mewn gwyrdd yw'r llwybr go iawn mewn llinell syth i symleiddio'r rhesymu, mewn coch yw'r GOSOD GPS ar 1 Hz gydag ansicrwydd safle wedi'i ddod i'r amlwg o amgylch pob TOCYN: mae'r sefyllfa wirioneddol bob amser yn y cylch hwn, ond nid yw wedi'i ganoli. , ac mewn glas yw'r cyfieithiad i GPX os caiff ei wneud bob 3 eiliad. Mae porffor yn nodi gwall uchder fel y'i mesurwyd gan GPS ([gweler y tiwtorial hwn i'w drwsio] (/blog/altitude-gps-strava-inaccurate).
Mae'r ansicrwydd safle yn llai na 4 m 95% o'r amser o dan amodau derbyn delfrydol. Y goblygiad cyntaf yw, rhwng dau FIX yn olynol, os yw'r gwrthbwyso yn llai na'r ansicrwydd sefyllfa, mae'r gwrthbwyso a gofnodwyd gan y FIX hwnnw'n cynnwys cyfran fawr o'r ansicrwydd hwnnw: mae'n sŵn mesur.
Er enghraifft, ar gyflymder o 20 km / awr, rydych chi'n symud 5,5 metr bob eiliad; er bod popeth yn berffaith, gall eich GPS fesur gwrthbwyso o 5,5m +/- Xm, bydd y gwerth X rhwng 0 a 4m (ar gyfer ansicrwydd safle 4m), felly bydd yn gosod y FIX newydd hwn gyda safle rhwng 1,5m a 9,5 m o'r un blaenorol. Yn yr achos gwaethaf, gall y gwall wrth gyfrifo'r sampl hon o'r pellter a deithiwyd gyrraedd +/- 70%, tra bod y dosbarth perfformiad GPS yn rhagorol!
Mae'n debyg eich bod eisoes wedi sylwi, ar gyflymder cyson ar y gwastadedd ac mewn tywydd da, nad yw pwyntiau eich trac wedi'u gwasgaru'n gyfartal: po isaf yw'r cyflymder, y mwyaf y maent yn ymwahanu. Ar 100 km / h, mae effaith y gwall yn cael ei leihau 60%, ac ar 4 km / h, mae cyflymder cerddwr yn cyrraedd 400%, mae'n ddigon i arsylwi trac GPX y twristiaid, dim ond i weld ei fod bob amser “cymhleth” iawn.
O ganlyniad:
- po uchaf yw'r gyfradd recordio,
- a'r isaf yw'r cyflymder,
- po fwyaf y bydd pellter ac uchder pob atgyweiriad yn wallus.
Trwy gofnodi pob CYWIRDEB yn eich GPX, o fewn awr neu 3600 o gofnodion rydych wedi cronni 3600 gwaith y gwall GPS llorweddol a fertigol, er enghraifft, trwy ostwng yr amlder 3 gwaith. fod dros 1200 o weithiau.
👉 Un pwynt arall: nid yw'r cywirdeb GPS fertigol yn uchel, bydd amledd recordio rhy uchel yn cynyddu'r bwlch hwn 😬.
Wrth i'r cyflymder gynyddu, yn raddol mae'r pellter a deithir rhwng dau FIX yn olynol yn dod yn bennaf mewn perthynas ag ansicrwydd y sefyllfa. Bydd y pellteroedd cronnus a'r uchderau rhwng yr holl FIXs olynol a gofnodir ar eich trac, hynny yw, cyfanswm pellter a phroffil fertigol y cwrs hwnnw, yn cael eu heffeithio'n llai ac yn llai gan ansicrwydd lleoliad.
Sut y gellir gwrthweithio’r effeithiau diangen hyn?
Dechreuwn trwy ddiffinio'r dosbarthiadau cyflymder ar gyfer symudedd:
- 🚶🚶♀Grwpiau cerdded, mae'r cyflymder cyfartalog yn isel, tua 3-4 km / h neu 1 m / s.
- 🚶 Yn y modd teithio chwaraeon, y dosbarth cyflymder cyfartalog yw 5 i 7 km / awr, hynny yw, tua 2 m / s.
- 🏃 Mewn moddau Llwybr neu Rhedeg, mae'r dosbarth cyflymder arferol rhwng 7 a 15 km / awr, hynny yw tua 3 m / s.
- 🚵 Ar feic mynydd, gallwn gymryd cyflymder cyfartalog o 12 i 20 km / awr, neu tua 4 m / s.
- 🚲 Wrth yrru ar y ffordd, mae'r cyflymder yn uwch o 5 i 12 m / s.
Bod heicio felly, mae angen neilltuo recordiad mewn cynyddrannau o 10 i 15 m, dim ond 300 gwaith yr awr (tua) yn lle 3600 y bydd gwall anghywirdeb GPS yn cael ei ystyried yn lle 4, ac effaith y gwall lleoliad, sy'n cynyddu o a bydd uchafswm o 1 m fesul 4 m i uchafswm o 15 m fesul 16 m, yn cael ei ostwng 200 gwaith. Bydd y trac yn llyfnach o lawer ac yn lanach, ac mae'r sŵn mesur yn cael ei ystyried. wedi'i rannu â'r ffactor 10! Ni fydd y domen bob 15-XNUMX m yn dileu adfer y pinnau yn y gareiau, bydd ychydig yn fwy segmentiedig ac yn llai swnllyd.
Bod llwybrau Gan dybio cyflymder cyfartalog o 11 km / h, mae recordio gyda cham amser sy'n newid o 1 bob eiliad i 1 bob 5 eiliad yn lleihau nifer y recordiadau o 3600 i 720 yr awr, a'r gwall uchaf (posib) yw 4 m bob 3 Yn dod yn 4 m bob 15 m (h.y. o 130% i 25%!). Mae'r cyfrifo gwallau yn ôl yr olrhain a gofnodwyd yn cael ei leihau tua 25 gwaith. Yr unig anfantais yw bod llwybrau sydd mewn perygl o grymedd difrifol wedi'u segmentu ychydig. « Risg "**, oherwydd er mai llwybr yw hwn, mae'n anochel y bydd y cyflymder ar y cromliniau'n gostwng, ac felly bydd dau FIX yn olynol yn dod yn agosach, a fydd yn gwanhau'r effaith segmentu.
Beicio mynydd sydd ar y gyffordd rhwng cyflymder isel (<20 km/h) a chyflymder canolig (> 20 km/h), yn achos trac â phroffil araf i araf iawn (<15 km/h) - yr amledd yw 5 s. yn gyfaddawd da (gan gynnwys Llwybr), os yw'n broffil math XC (> 15 km / h), mae cadw 3s yn ymddangos fel cyfaddawd da. Ar gyfer proffil defnydd cyflymder uwch (DH), dewiswch eiliad neu ddwy fel y cyflymder ysgrifennu.
Am gyflymder o 15 km / h, mae'r dewis o amledd recordio trac o 1 i 3 s yn lleihau cyfrifo gwall GPS tua 10 gwaith. Ers, mewn egwyddor, mae'r radiws troi yn gysylltiedig â chyflymder, ni fydd adferiad taflwybr cywir mewn hairpins cul neu droadau yn cael ei gyfaddawdu.
Casgliad
Mae'r fersiynau diweddaraf o GPS sydd ar gael ar gyfer gweithgareddau awyr agored a beicio yn darparu'r cywirdeb lleoliad a welwyd yn yr astudiaeth a ddyfynnwyd ar ddechrau'r erthygl.
Trwy optimeiddio'r gyfradd recordio i'ch cyflymder gyrru cyfartalog, byddwch yn lleihau gwall pellter ac uchder eich trac GPX yn sylweddol: bydd eich trac yn llyfnach, a bydd yn dal yn dda ar draciau.
Mae'r arddangosiad yn seiliedig ar amodau derbyn delfrydol pan fydd yr amodau derbyn hyn yn dirywio 🌧 (cymylau, canopi, cwm, dinas). Mae'r ansicrwydd safle yn cynyddu'n gyflym, a bydd effeithiau diangen cyfradd recordio FIX uchel ar gyflymder isel yn cael eu chwyddo.
Mae'r ddelwedd uchod yn dangos bidog yn pasio trwy gae agored heb fwgwd i arsylwi effaith amledd trosglwyddo FIX yn unig yn y ffeil GPX.
Dyma bedwar trac a recordiwyd yn ystod sesiwn hyfforddi llwybr (rhedeg) ar gyflymder o 10 km yr awr. Fe'u dewiswyd ar hap trwy gydol y flwyddyn. Mae tri chofnod (olion) yn cael eu llwytho gan FIX bob 3 eiliad ac un FIX bob 5 eiliad.
Sylw cyntaf: nid yw adferiad y taflwybr yn ystod taith y bidog yn dirywio, ac roedd yn rhaid dangos hynny. Ail arsylwad: mae'r holl wyriadau ochrol "bach" a arsylwyd yn bresennol ar y llwybrau "dethol" ar ôl 3 eiliad. Ceir yr un arsylwad wrth gymharu'r olion a gofnodwyd ar amleddau 1 s a 5 s (ar gyfer yr ystod cyflymder hon), mae'r trac a blotiwyd â FIX rhwng 5 eiliad ar wahân (ar gyfer yr ystod cyflymder hon) yn lanach, bydd y pellter a'r uchder cyfan yn yn agosach at y gwir werth.
Felly, ar feic mynydd, bydd cyfradd recordio sefyllfa GPS yn cael ei gosod rhwng 2 s (DH) a 5 s (reid).
📸 ASO / Aurélien VIALATTE – Cristian Casal / TWS
