Pam mae eich uchder GPS neu STRAVA yn anghywir?

Mae cwestiwn neu gwestiwn cylchol yn codi ynghylch cywirdeb uchder a gwahaniaethau uchder GPS.

Er y gall ymddangos yn ddibwys, mae cael uchder cywir yn heriol, yn yr awyren lorweddol gallwch chi osod mesur tâp, rhaff, cadwyn geodesig yn hawdd, neu gronni cylchedd olwyn i fesur pellter. ar y llaw arall, mae'n anoddach gosod y mesurydd 📐 yn yr awyren fertigol.

Mae uchder GPS yn seiliedig ar gynrychiolaeth fathemategol o siâp y ddaear, tra bod uchder ar fap topograffig yn seiliedig ar system gyfesurynnau fertigol sy'n gysylltiedig â'r glôb.

Felly, mae'r rhain yn ddwy system wahanol y mae'n rhaid iddynt gyd-daro ar un pwynt.

Mae uchder a gostyngiad fertigol yn baramedrau y bydd y mwyafrif o feicwyr, beicwyr mynydd, cerddwyr a dringwyr am ymgynghori â nhw ar ôl taith.

Mae'r cyfarwyddiadau ar gyfer cael proffil fertigol a gwahaniaeth drychiad cywir wedi'u dogfennu'n gymharol dda mewn llawlyfrau GPS awyr agored (megis llawlyfrau amrediad Garmin GPSMap), yn baradocsaidd, mae'r wybodaeth hon bron yn absennol neu'n gryptig yn y llawlyfrau defnyddwyr GPS a fwriadwyd. ar gyfer beicwyr (er enghraifft, canllawiau ar gyfer ystod GPS Garmin Edge).

Mae Gwasanaeth Ar Ôl Gwerthu Garmin yn dosbarthu'r holl gyngor defnyddiol, yn union fel y TwoNav. Ar gyfer gweithgynhyrchwyr eraill GPS neu apiau (ac eithrio Strava) mae hwn yn fwlch mawr 🕳.

Sut i fesur yr uchder?

Sawl techneg:

• Cymhwyso theorem enwog Thales yn ymarferol,
• Technegau triongli amrywiol,
• Gan ddefnyddio altimedr,
• Radar, Bargen,
• Mesuriadau lloeren.

Altimedr barometrig

Roedd angen pennu'r safon: mae'r altimedr yn trosi gwasgedd atmosfferig lle i uchder. Mae uchder o 0 m yn cyfateb i bwysedd o 1013,25 mbar ar lefel y môr ar dymheredd o 15 ° Celsius.

Yn ymarferol, anaml y cyflawnir y ddau gyflwr hyn ar lefel y môr, er enghraifft, wrth ysgrifennu'r erthygl hon, roedd y pwysau ar arfordir Normandi yn 1035 mbar, ac mae'r tymheredd yn agos at 6 °, a all arwain at wall ar uchder. o tua 500 m.

Mae altimedr barometrig yn rhoi uchder cywir ar ôl ei ail-addasu os yw'r amodau pwysau / tymheredd yn sefydlogi.

Addasiad yw sicrhau union uchder y lleoliad, ac yna mae'r altimedr yn addasu'r uchder hwnnw mewn ymateb i newidiadau mewn gwasgedd a thymheredd atmosfferig.

Mae cwymp mewn tymheredd 🌡 yn culhau'r cromliniau pwysau ac mae'r uchder yn cynyddu, ac i'r gwrthwyneb os yw'r tymheredd yn cynyddu.

Bydd y gwerth uchder a arddangosir yn sensitif i newidiadau yn y tymheredd amgylchynol, dylai defnyddiwr yr altimedr, sy'n ei ddal neu'n ei wisgo ar yr arddwrn, fod yn ymwybodol o effaith newidiadau mewn tymheredd lleol ar y gwerth a arddangosir (er enghraifft: gwylio ar gau / agored gyda llawes, gwynt cymharol oherwydd symudiadau cyflym neu araf, dylanwad tymheredd y corff, ac ati).

Er mwyn symleiddio'r màs aer sefydlog, dyma'r amodau tywydd sefydlog 🌥.

Pan gaiff ei ddefnyddio'n gywir, mae'r altimedr barometrig yn offeryn cyfeirio dibynadwy ar gyfer amrywiaeth o gymwysiadau fel awyrenneg, heicio, mynydda ...

GPS L'altitude

Mae GPS yn pennu uchder lle mewn perthynas â'r sffêr ddelfrydol sy'n efelychu'r Ddaear: "Ellipsoid". Gan fod y Ddaear yn amherffaith, rhaid trawsnewid yr uchder hwn i gael yr uchder “geoid” 🌍.

Gall arsylwr sy'n darllen drychiad marciwr arolwg gan ddefnyddio GPS weld gwyriad o sawl degau o fetrau, er bod ei GPS yn gweithio'n gywir o dan amodau derbyn delfrydol. Efallai bod y derbynnydd GPS yn anghywir?

Esbonnir y gwahaniaeth hwn gan gywirdeb modelu'r eliptsoid ac, yn benodol, y model geoid, sy'n gymhleth oherwydd nad yw wyneb y Ddaear yn sffêr ddelfrydol, yn cynnwys anghysonderau, yn destun addasiadau dynol ac yn newid yn gyson. (Telluric a Human).

Bydd yr anghywirdebau hyn yn cael eu cyfuno â gwallau mesur sy'n gynhenid ​​mewn GPS, a nhw sy'n achosi gwallau ac amrywiadau cyson yn yr uchder a adroddir gan GPS.

Mae geometregau lloeren sy'n ffafrio cywirdeb llorweddol da, hynny yw, lleoliad isel y lloerennau ar y gorwel, yn atal caffael uchder yn gywir. Mae trefn maint y manwl gywirdeb fertigol 1,5 gwaith y manwl gywirdeb llorweddol.

Mae'r rhan fwyaf o wneuthurwyr chipset GPS yn integreiddio'r model mathemategol i'w meddalwedd. sy'n agosáu at fodel geodetig y ddaear ac yn darparu'r uchder a bennir yn y model hwn.

Mae hyn yn golygu, os ydych chi'n cerdded ar y môr, nid yw'n anarferol gweld uchder negyddol neu gadarnhaol, oherwydd mae model geodetig y ddaear yn amherffaith, ac at y diffyg hwn mae'n rhaid ychwanegu'r gwall sy'n benodol i GPS. Gall y cyfuniad o'r gwallau hyn achosi gwyriad drychiad o fwy na 50 metr mewn rhai lleoliadau 😐.

Mae'r modelau geoid wedi'u mireinio, yn benodol, bydd yr altimetreg a gafwyd o ganlyniad i leoli GNNS yn parhau i fod yn anghywir am sawl blwyddyn.

Model Tir Digidol “DTM”

Mae DTM yn ffeil ddigidol sy'n cynnwys gridiau, ac mae pob grid (wyneb sgwâr elfennol) yn darparu gwerth uchder ar gyfer wyneb y grid hwnnw. Syniad o faint grid presennol y model drychiad byd yw 30 m x 90 m.Gwybod lleoliad pwynt ar wyneb y ddaear (hydred, lledred), mae'n hawdd cael uchder y lle trwy ddarllen y ffeil DTM (neu DTM, Digital Terrain Model yn Saesneg).

Prif anfantais DEM yw ei ddibynadwyedd (anghysondebau, tyllau) a chywirdeb ffeiliau; Enghreifftiau:

• Mae'r ASTER DEM ar gael gyda cham (grid neu bicsel) o 30 m, cywirdeb llorweddol o 30 m ac altimedr o 20 m.
• Mae'r MNT SRTM ar gael ar gyfer bylchau 90 m (grid neu bicsel), oddeutu 16 m altimedr a chywirdeb planimetrig 60 m.
• Mae model DEM Sonny (Ewrop) ar gael mewn cynyddiadau 1 ° x1 °, h.y. gyda maint cell tua 25 x 30 m yn dibynnu ar lledred. Mae'r gwerthwr wedi llunio'r ffynonellau data mwyaf cywir, mae'r DEM hwn yn gymharol gywir a gellir ei ddefnyddio'n “hawdd” ar gyfer GPS TwoNav a Garmin trwy fapio OpenmtbMap am ddim.
• Mae IGN DEM 5m x 5m ar gael yn rhad ac am ddim (o Ionawr 2021) mewn camau 1m x 1m neu 5m x 5m gyda datrysiad fertigol 1m. Esbonnir mynediad i'r DEM hwn yn y canllaw hwn.

Peidiwch â drysu'r datrysiad (na chywirdeb y data yn y ffeil) â chywirdeb gwirioneddol y data hwnnw. Gellir cael darlleniadau (mesuriadau) o offerynnau nad ydynt yn caniatáu arsylwi wyneb y glôb gyda chywirdeb mesurydd.

Mae IGN DEM, sydd ar gael yn rhad ac am ddim 🙏 o Ionawr 2021, yn glytwaith o ddarlleniadau (mesuriadau) a gafwyd gydag amrywiol offerynnau. Sganiwyd ardaloedd a sganiwyd ar gyfer ymchwil ddiweddar (ee risg llifogydd) ar ddatrysiad 1 m, mewn mannau eraill gall y cywirdeb fod yn bell iawn o'r gwerth hwn. Fodd bynnag, mae'r data yn y ffeil wedi'i rhyngosod i lenwi'r meysydd mewn cynyddrannau 5x5m neu 1x1m. Mae IGN wedi lansio ymgyrch bleidleisio cydraniad uchel gyda'r nod o gwmpasu Ffrainc yn llawn erbyn 2026, ac ar y diwrnod hwnnw bydd IGN DEM yn gywir ac yn rhad ac am ddim. ar gyfnodau 1x1x1m. ...

Mae'r DEM yn dangos drychiad y ddaear: nid yw uchder y seilwaith (adeiladau, pontydd, gwrychoedd, ac ati) yn cael ei ystyried. Yn y goedwig, dyma uchder y ddaear wrth droed y coed, wyneb y dŵr yw wyneb yr arfordir ar gyfer pob cronfa ddŵr sy'n fwy nag un hectar.

Mae gan bob pwynt mewn cell yr un uchder, felly ar ymyl y clogwyn, oherwydd ansicrwydd lleoliad y ffeil, wedi'i grynhoi ag ansicrwydd y lleoliad, gall yr uchder a dynnwyd fod yr un peth â'r gell gyfagos.

Mae cywirdeb lleoli GPS o dan amodau derbyn delfrydol tua 4,5 m ar 90%. Gwelir y perfformiad hwn gyda'r derbynyddion GPS mwyaf diweddar (GPS + Glonass + Galileo). Felly, mae'r cywirdeb 90 gwaith allan o 100 rhwng 0 a 5 m (awyr glir, ac eithrio masgiau, ac eithrio canyons, ac ati) o'r lleoliad go iawn. mae defnyddio DEM â chell 1 x 1 m yn wrthgynhyrchiol.oherwydd bydd y siawns o fod ar y grid cywir yn brin. Bydd y dewis hwn yn llethu’r prosesydd heb unrhyw werth ychwanegol go iawn!

I gael DEM y gellir ei ddefnyddio yn:

• GPS TwoNav: CDEM ar 5m (RGEALTI).

• GPS Garmin: Cronfa Ddata Sonny

  Dysgwch sut i greu eich DEM eich hun ar gyfer GPS TwoNav. Gellir tynnu cromliniau gwastad gan ddefnyddio meddalwedd Qgis.

Darganfyddwch yr uchder gan ddefnyddio GPS

Efallai mai un ateb fyddai llwytho'r ffeil DEM i'ch llywiwr GPS, ond dim ond os yw maint y gridiau yn cael ei leihau ac os yw'r ffeil yn ddigon cywir (yn llorweddol ac yn fertigol) y bydd yr uchder yn ddibynadwy.

I gael syniad da o ansawdd y DEM, mae'n ddigon delweddu, er enghraifft, rhyddhad llyn neu adeiladu llwybr sy'n croesi'r llyn ac arsylwi ar y drychiadau mewn rhan 2D.

Delwedd: Meddalwedd TIR, golygfa o Lake Gerardmer mewn chwyddhad 3D x XNUMX gyda'r DEM cywir. Mae amcanestyniad rhwyllau ar y rhyddhad yn dangos terfyn cyfredol y DEM.

Delwedd: Rhaglen LAND, golygfa o lyn Gérardmer “BOG” mewn 2D gyda'r DTM cywir.

Mae gan bob dyfais GPS fodern “o ansawdd da” gwmpawd a synhwyrydd barometrig digidol, ac felly altimedr barometrig; Mae defnyddio'r synhwyrydd hwn yn caniatáu ichi gael uchder cywir ar yr amod eich bod yn gosod yr uchder ar bwynt hysbys (argymhelliad Garmin).

Mae'r amwysedd uchder a ddarparwyd gan GPS ers dyfodiad GPS wedi ysgogi datblygu algorithmau hybridization ar gyfer awyrenneg sy'n defnyddio uchder baromedr ac uchder GPS i ddarparu lleoliad daearyddol cywir. uchder. Mae'n ddatrysiad uchder dibynadwy a'r dewis a ffefrir gan wneuthurwyr GPS, wedi'i optimeiddio ar gyfer ymarfer awyr agored TwoNav. a Garmin.

Yn Garmin, cyflwynir yr arlwy GPS yn ôl proffil y defnyddiwr (awyr agored, beicio, beicio mynydd, ac ati), felly mae'n bwysig cyfeirio at y llawlyfrau defnyddwyr a'r gwasanaeth ôl-werthu.

Yr ateb gorau posibl yw gosod eich GPS i'r opsiwn:

• Uchder = Baromedr + GPS, os yw GPS yn caniatáu,
• Uchder = Baromedr + DTM (MNT) os yw GPS yn caniatáu.

Ym mhob achos, ar gyfer GPS sydd â baromedr, gosodwch y baromedr â llaw i'w uchder lleiaf yn y man cychwyn. Yn y mynyddoedd ⛰ ar rediadau hir, bydd angen ail-wneud y lleoliad, yn enwedig os bydd y tymheredd a'r tywydd yn amrywio.

Mae rhai dyfeisiau beicio Garmin sydd wedi'u optimeiddio gan GPS yn ailosod yr uchder barometrig yn awtomatig ar gyfeirbwyntiau uchder hysbys, sy'n ddatrysiad arbennig o graff ar gyfer beicio mynydd. Fodd bynnag, rhaid i'r defnyddiwr hysbysu, er enghraifft, cyn gadael uchder y pasys a gwaelod y dyffryn; ar y ffordd yn ôl, bydd y gwahaniaeth uchder yn gywir 👍.

Yn y modd Baromedr + (GPS neu DTM), mae'r gwneuthurwr yn cynnwys algorithm addasu baromedr awtomatig yn seiliedig ar yr egwyddor bod yn rhaid i'r codiad a welir gan y baromedr, GPS neu DEM fod yn gyson: mae'r egwyddor hon yn cynnig hyblygrwydd mawr i ddefnyddwyr ac yn addas iawn ar gyfer awyr agored. gweithgareddau.

Fodd bynnag, dylai'r defnyddiwr fod yn ymwybodol o'r cyfyngiadau:

• Mae'r GPS yn seiliedig ar y geoid, felly os yw'r defnyddiwr yn symud trwy dir artiffisial (er enghraifft, i domenni slag), bydd y cywiriadau'n cael eu hystumio,
• Mae'r DEM yn dangos y llwybr ar lawr gwlad, os yw'r defnyddiwr yn benthyca rhan sylweddol o'r seilwaith dynol (traphont, pont, pontydd cerddwyr, twneli, ac ati), bydd yr addasiadau'n cael eu gwrthbwyso.

Felly, mae'r weithdrefn orau ar gyfer sicrhau cynnydd drychiad cywir fel a ganlyn:

1️⃣ Addaswch y synhwyrydd barometrig ar y dechrau. Heb y gosodiad hwn, bydd yr uchder yn cael ei drawsnewid (ei symud), bydd y gwahaniaeth mewn lefelau yn gywir os yw'r drifft oherwydd y tywydd yn fach (llwybr byr y tu allan i'r mynyddoedd). Ar gyfer defnyddwyr GPS teulu Garmin, mae uchder “gpx” yn cael ei ddefnyddio gan Garmin a Strava ar gyfer y gymuned, felly mae'n well nodi'r proffil drychiad cywir yn y gronfa ddata.

2️⃣ Lleihau'r drifft (gwall o ran uchder ac uchder) oherwydd y tywydd ar deithiau hir (> 1 awr) ac yn y mynyddoedd:

• Canolbwyntiwch ar ddewis Baromedr + GPS, y tu allan i ardaloedd â rhyddhad artiffisial (ardaloedd dympio, bryniau artiffisial, ac ati),
• Canolbwyntiwch ar ddewis Baromedr + DTM (MNT)os ydych wedi gosod IGN DTM (grid 5 x 5 m) neu Sonny DTM (Ffrainc neu Ewrop) y tu allan i lwybr sy'n defnyddio cyfran sylweddol o'r seilwaith (pontydd cerddwyr, goresgyniadau, ac ati).

Datblygu gwahaniaeth uchder

Mae'r broblem uchder a ddisgrifiwyd yn y llinellau blaenorol yn amlygu ei hun amlaf ar ôl sylwi bod y gwahaniaeth mewn uchder rhwng y ddau ymarferydd yn wahanol neu'n amrywio yn dibynnu a yw'n cael ei ddarllen ar GPS neu mewn cymhwysiad fel STRAVA (gweler help STRAVA) er enghraifft.

Yn gyntaf oll, mae angen i chi diwnio'ch GPS i ddarparu'r uchder mwyaf dibynadwy.

Mae'n eithaf syml cael y gwahaniaeth mewn lefelau trwy ddarllen y map, yn aml mae'r ymarferydd wedi'i gyfyngu i bennu'r gwahaniaeth rhwng pwyntiau dimensiynau eithafol, er, er mwyn bod yn fanwl gywir, mae angen cyfrif y llinellau cyfuchlin positif i gael y swm .

Nid oes llinellau llorweddol yn y ffeil ddigidol, mae'r feddalwedd GPS, cymhwysiad plotio trac, neu'r feddalwedd dadansoddi wedi'i ffurfweddu i “gronni grisiau neu gynyddrannau drychiad”.

Yn aml gellir ffurfweddu "dim cronni":

• yn TwoNav mae'r opsiynau gosod yn gyffredin i bob GPS
• yn Gamin dylech ymgynghori â'r llawlyfr defnyddiwr a'r gwasanaeth ôl-werthu (mae gan bob model ei nodweddion ei hun yn ôl y proffil defnyddiwr nodweddiadol)
• mae gan yr app OpenTraveller opsiwn sy'n awgrymu addasu'r trothwy sensitifrwydd ar gyfer pennu'r gwahaniaeth mewn uchder.

Mae gan bawb eu datrysiad eu hunain 💡.

Gwefannau neu feddalwedd i'w dadansoddi ar-lein ymdrechu i amnewid uchder o ffeiliau "gpx" gyda'u data uchder eu hunain.

Enghraifft: Mae STRAVA wedi creu ffeil altimetreg “frodorol” a grëwyd gan ddefnyddio drychiadau sy'n deillio o draciau sy'n deillio o GPS sy'n hysbys i STRAVA ac mae ganddo synhwyrydd barometrig. Mae'r datrysiad mabwysiedig yn tybio bod STRAVA yn hysbys i'r GPS, felly ar hyn o bryd fe'i ceir yn bennaf o'r ystod GARMIN, ac mae dibynadwyedd y ffeil yn tybio bod pob defnyddiwr wedi gofalu am ailosod uchder â llaw. .

O ran y canlyniadau ymarferol, mae'r broblem yn codi yn enwedig yn ystod teithiau cerdded grŵp, oherwydd gall pob cyfranogwr notice sylwi bod eu gwahaniaeth drychiad yn wahanol i lefel cyfranogwyr eraill, yn dibynnu ar eu math o GPS, neu mae'n ddefnyddiwr chwilfrydig nad yw'n deall. pam mai'r gwahaniaeth yw uchder GPS, mae meddalwedd dadansoddi neu STRAVA yn wahanol.

Yn y byd STRAVA sydd wedi'i lanweithio'n berffaith, dylai pob aelod o grŵp defnyddwyr GPS GARMIN mewn egwyddor weld yr un uchder ar eu GPS ac ar eu STRAVA. Mae'n rhesymegol mai dim ond yr addasiad uchder y gellir esbonio'r gwahaniaeth nid oes unrhyw beth yn cadarnhau bod y gwahaniaeth uchder cyhoeddedig yn gywir.

Mae'n rhesymegol y dylai aelod o'r grŵp defnyddwyr hwn sydd â GPS nad yw'n hysbys i STRAVA weld yr un gwahaniaeth uchder ar STRAVA â'i gynorthwywyr, er bod y gwahaniaeth lefel a ddangosir gan ei GPS yn wahanol. Gall feio ei offer, sydd serch hynny yn gweithio'n gywir.

Mae'r gwahaniaeth agosaf at wir werth y gwahaniaeth mewn uchder i'w gael o hyd yn FFRAINC neu BELGIWM wrth ddarllen y cerdyn IGN., bydd comisiynu geoid mwy datblygedig yn symud y garreg filltir yn raddol tuag at GNSS

GNSS: Geolocation a Llywio Gan ddefnyddio System Lloeren: Pennu lleoliad a chyflymder pwynt ar yr wyneb neu yng nghyffiniau uniongyrchol y Ddaear trwy brosesu signalau radio o sawl lloeren artiffisial a dderbynnir ar y pwynt hwnnw.

Os oes angen i chi ddibynnu ar feddalwedd neu raglen i gael y gwahaniaeth drychiad, rhaid i chi addasu'r feddalwedd hon i addasu gwerth y cam cronni yn ôl llinellau cyfuchlin y map IGN o'r lleoliad, h.y. 5 neu 10 m. Bydd cam bach yn troi'n gwymp yr holl neidiau bach neu drawsnewidiadau i lympiau, ac i'r gwrthwyneb, bydd cam rhy uchel yn dileu codiad bryniau bach.

Ar ôl cymhwyso'r argymhellion hyn, mae arbrawf yr awdur yn dangos bod y gwerthoedd uchder a geir trwy ddefnyddio GPS neu feddalwedd dadansoddi sydd â DEM dibynadwy yn aros o fewn yr ystod "gywir", gan dybio bod gan y map IGN ei ansicrwydd ei hun hefydo'i gymharu â'r amcangyfrif a gafwyd gyda'r cerdyn IGN 1 / 25.

Ar y llaw arall, mae'r gwerth a gyhoeddir gan STRAVA fel arfer yn cael ei orddatgan. Mae'r dull a ddefnyddir gan STRAVA, yn seiliedig ar adborth defnyddwyr, yn ei gwneud yn bosibl yn ddamcaniaethol ragweld cydgyfeiriant cyflym i werthoedd sy'n agos iawn at y gwir, a ddylai, yn dibynnu ar nifer yr ymwelwyr, ddigwydd eisoes yn BikePark neu'n brysur iawn. traciau!

I ddangos y pwynt hwn yn bendant, dyma ddadansoddiad o drac, a gymerwyd ar hap, ar ffordd fryniog 20 km o hyd. Gosodwyd yr uchder GPS "barometrig" cyn ymadael, mae'n darparu'r uchder "Barometric + GPS", mae'r DTM yn DTM dibynadwy sydd wedi'i ailgynllunio i fod yn gywir. Rydym y tu allan i'r ardal lle gallai STRAVA fod â phroffil drychiad dibynadwy.

Dyma ddarlun o drac lle mai'r gwahaniaeth rhwng IGN a GPS yw'r mwyaf a'r gwahaniaeth rhwng IGN a STRAVA yw'r lleiaf. y pellter rhwng GPS a STRAVA yw 80m, ac mae'r gwir "IGN" rhyngddynt.

Uchder
Départ	Cyrraedd	Max	min	uchder	Gwyriad / IGN
GPS (Rhwystr + GPS)	122	124	150	98	198	30-
Addasiad uchder ar DTM	122	122	150	98	198	30-
BWYD	280	+51
Cardiau IGN	122	122	148	99	228,5	0