Hvernig á að taka upp hrein GPS lög?

Ef þú hefur einhvern tíma horft vel á GPS-inn þinn hlýtur þú að hafa séð að það er fullt af stillingum. Þú gætir líka verið hissa þegar þú reyndir fyrst að skoða á kortinu síðasta lagið sem skráð var af öllum mynduðum „óstöðugum“ punktum.

Skrítið, skrítið. Sagðirðu skrítið?

Jæja, það er ekki allt svo skrítið, en allt í einu segir það mikið um getu GPS til að endurskapa raunveruleikann nákvæmlega.

Reyndar, með GPS, sem gerir okkur kleift að stilla gagnaskráningartíðni, munum við hafa innsæi til að velja hraðasta sýnishornið. Við segjum okkur sjálf: því fleiri stig, því betra!

En er það virkilega góður kostur að komast eins nálægt raunveruleikanum og hægt er? 🤔

Við skulum skoða það nánar, það er svolítið tæknilegt (engin heild, ekki hafa áhyggjur ...), og við munum vera með þér.

Áhrif skekkjumarka

Í stafrænum heimi hefur hugtakið magngreining alltaf meira og minna óljós áhrif.

Það er kaldhæðnislegt að það sem kann að virðast vera betri kostur, þ.e. að nota hærra upptökuhraða fyrir brautarpunkta, getur verið gagnkvæmt.

Skilgreining: FIX er hæfni GPS til að reikna út staðsetningu (breiddargráðu, lengdargráðu, hæð) frá gervihnöttum.

[Posting Across the Atlantic After the Measurement Campaign] (https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/13658816.2015.1086924) segir að við hagstæðustu móttökuskilyrðin sé það blátt blátt. himinn 🌞 og GPS staðsettur í sjóndeildarhringnum 360° sjónsvið, ** FIX nákvæmni er 3,35 m 95% tilvika**

⚠️ Nánar tiltekið, með 100 samfelldum FIXES, GPS staðsetur þig á milli 0 og 3,35m frá raunverulegri staðsetningu þinni 95 sinnum og 5 sinnum utan.

Lóðrétt er skekkjan talin vera 1,5 sinnum meiri en lárétta skekkjan, því í 95 tilfellum af 100 mun skráð hæð vera +/- 5 m frá raunverulegri hæð við aðstæður með bestu móttöku, sem er oft erfitt nálægt jörðin.

Að auki sýna ýmis rit sem til eru að móttaka frá mörgum stjörnumerkjum 🛰 (GPS + GLONASS + Galileo) bætir ekki lárétta GPS nákvæmni.

Aftur á móti mun GPS móttakari sem getur túlkað merki nokkurra stjörnumerkja gervihnatta hafa eftirfarandi endurbætur:

1. Að draga úr tímalengd fyrstu FIX, vegna þess að því fleiri gervihnöttum sem eru, því stærri verður móttakarinn þeirra þegar hann er skotinn á loft,
2. að bæta nákvæmni staðsetningar við erfiðar móttökuaðstæður. Þetta er raunin í borginni (þéttbýlisgljúfur), neðst í dal í fjalllendi eða í skógi.

Þú getur prófað það með GPS: útkoman er skýr og frágengin.

GPS-kubburinn stillir FIX á sekúndu hverri með öllu.

Næstum öll GPS-kerfi fyrir hjólreiðar eða utandyra leyfa þessum FIX að fylgjast með (GPX) upptökuhraða. Annað hvort eru þær allar skráðar, valið er 1 sinni á sekúndu eða GPS tekur 1 af N (til dæmis á 3 sekúndna fresti), eða stillt er úr fjarlægð.

Hver FIX er að ákvarða staðsetningu (breiddargráðu, lengdargráðu, hæð, hraði); fjarlægðin milli tveggja FIX er fengin með því að reikna út hringboga (staðsettur á ummáli hnattarins 🌎) sem fer í gegnum tvo FIX í röð. Heildarhlaupavegalengd er summa þessara vegalengda.

Í grundvallaratriðum gera allir GPS þessa útreikninga til að fá fjarlægðina sem ekin er án þess að taka tillit til hæðarinnar, þá samþætta þeir leiðréttinguna til að taka tillit til hæðarinnar. Svipaður útreikningur er gerður fyrir hæðina.

Svo: því meira sem FIX er, því meira fylgir upptakan raunverulegri leið, en því meira verður láréttur og lóðréttur staðsetningarvilluhlutinn samþættur.

Skýring: í grænu er raunveruleg leið í beinni línu til að einfalda rökhugsun, í rauðu er GPS FIX við 1 Hz með staðsetningaróvissu í kringum hvern FIX: raunveruleg staðsetning er alltaf í þessum hring, en ekki í miðju. , og í bláu er þýðingin á GPX ef hún er gerð á 3 sekúndna fresti. Fjólublátt gefur til kynna hæðarvillu sem mæld er með GPS ([sjá þessa kennslu til að laga það] (/blogg/hæð-gps-strava-ónákvæm).

Stöðuóvissa er minni en 4 m 95% af tímanum við kjöraðstæður við móttöku. Fyrsta merkingin er sú að á milli tveggja samfelldra FIXs, ef mótvægið er minna en stöðuóvissan, inniheldur mótvægið sem skráð er af þeim FIX stóran hluta þeirrar óvissu: það er mælingar hávaði.

Til dæmis, á 20 km/klst hraða, færist þú 5,5 metra á hverri sekúndu; þó allt sé fullkomið getur GPS-kerfið þitt mælt 5,5m +/- Xm offset, X gildið verður á milli 0 og 4m (fyrir 4m stöðuóvissu), þannig að það mun setja þennan nýja FIX með staðsetningu á milli 1,5m og 9,5 m frá fyrri. Í versta falli getur skekkjan við útreikning á þessu úrtaki af ekinni vegalengd náð +/- 70% á meðan GPS-afkastaflokkurinn er frábær!

Þú hefur sennilega þegar tekið eftir því að á jöfnum hraða á sléttunni og í góðu veðri eru punktar brautarinnar ekki jafnt dreift: því minni sem hraðinn er, því meira víkja þeir. Við 100 km/klst minnkar áhrif villunnar um 60% og við 4 km/klst nær hraði gangandi vegfaranda 400%, það er nóg að fylgjast með GPX braut ferðamannsins, bara til að sjá að hún er alltaf mjög "flókinn".

Þar af leiðandi:

• því hærra sem upptökuhraði er,
• og því minni sem hraðinn er,
• því meira sem fjarlægð og hæð hverrar lagfæringar verður röng.

Með því að skrá allar LEIÐRÉTTINGAR inn á GPX þinn, innan einnar klukkustundar eða 3600 færslur, hefur þú safnað 3600 sinnum lárétt og lóðrétt GPS villu, til dæmis með því að lækka tíðnina um 3 sinnum. verið yfir 1200 sinnum.

👉 Eitt enn: lóðrétt GPS nákvæmni er ekki mikil, of há upptökutíðni mun auka þetta bil 😬.

Eftir því sem hraðinn eykst verður vegalengdin sem farin er á milli tveggja FIX í röð ríkjandi í tengslum við stöðuóvissuna. Uppsafnaðar vegalengdir og hæðir á milli allra samfelldra FIXs sem skráðar eru á brautinni þinni, það er heildarvegalengd og lóðrétt snið þeirrar brautar, verða minna og minna fyrir áhrifum af óvissu um staðsetningu.

Hvernig er hægt að vinna gegn þessum óæskilegu áhrifum?

Byrjum á því að skilgreina hraðaflokkana fyrir hreyfigetu:

1. 🚶🚶‍♀Hópgöngur, meðalhraði er lágur, um 3-4 km/klst eða 1 m/s.
2. 🚶 Í sportferðastillingu er meðalhraðaflokkurinn 5 til 7 km/klst, það er um 2 m/s.
3. 🏃 Í göngu- eða hlaupastillingum er venjulegur hraðaflokkur á milli 7 og 15 km/klst, það er um 3 m/s.
4. 🚵 Á fjallahjóli getum við tekið meðalhraða á bilinu 12 til 20 km/klst, eða um 4 m/s.
5. 🚲 Þegar ekið er á veginum er hraðinn hærri frá 5 til 12 m/s.

Það gönguferðir því er nauðsynlegt að úthluta upptöku í þrepum um 10 til 15 m, GPS ónákvæmni villan verður aðeins tekin með 300 sinnum á klukkustund (u.þ.b.) í stað 3600, og áhrif staðsetningarvillunnar, sem eykst frá a. að hámarki 4 m á 1 m að hámarki 4 m á 15 m, skerðist 16 sinnum. Brautin verður mun sléttari og hreinni og tekið er tillit til mælihljóðs. deilt með stuðlinum 200! Ábendingin á 10-15 m fresti mun ekki eyða endurreisninni á pinnunum í reimunum, hann verður bara aðeins meira hluta og minna hávær.

Það gönguleiðir Miðað við 11 km/klst meðalhraða, upptaka með tímaþrep sem breytist úr 1 á hverri sekúndu í 1 á 5 sekúndna fresti dregur úr fjölda upptaka úr 3600 í 720 á klukkustund og hámarks (möguleg) villa er 4 m á 3. fresti m. Verður 4 m á 15 m fresti (þ.e. frá 130% í 25%!). Villubókhald með skráðri rekstri minnkar um það bil 25 sinnum. Eini gallinn er sá að slóðir sem eru í hættu á mikilli sveigju eru örlítið sundurliðaðar. « Áhætta "**, því þó að þetta sé slóð mun hraðinn á beygjunum óhjákvæmilega lækka og því munu tveir FIX í röð koma nær, sem mun veikja skiptingaráhrifin.

fjallahjólreiðar er á mótum milli lágs hraða (<20 km/klst.) og meðalhraða (> 20 km/klst.), ef um er að ræða braut með hægu sniði til mjög (<15 km/klst.) hægfara – tíðnin er 5 s. er góð málamiðlun (þar á meðal Trail), ef það er XC gerð snið (>15 km/klst), þá virðist það vera góð málamiðlun að halda 3s. Fyrir meiri hraða (DH) notkunarsnið skaltu velja eina eða tvær sekúndur sem skrifhraða.

Fyrir 15 km/klst hraða dregur val á brautarskráningartíðni frá 1 til 3 sekúndum úr GPS villureikningi um það bil 10 sinnum. Þar sem beygjuradíusinn er í grundvallaratriðum tengdur hraða, verður nákvæm endurheimt brautar í þröngum hárnálum eða beygjum ekki í hættu.

Ályktun

Nýjustu útgáfur af GPS í boði fyrir útivist og hjólreiðar veita staðsetningarnákvæmni sem sést í rannsókninni sem vitnað er í í upphafi greinarinnar.

Með því að fínstilla upptökuhraðann að meðalaksturshraða þínum muntu draga verulega úr fjarlægð og hæðarskekkju á GPX brautinni þinni: brautin þín verður sléttari og heldur vel á brautum.

Sýningin byggir á kjöraðstæðum við móttöku þegar þessar móttökuaðstæður versna 🌧 (ský, tjaldhiminn, dalur, borg). Stöðuóvissan eykst hratt og óæskileg áhrif hás FIX upptökuhraða á lágum hraða magnast.

Myndin hér að ofan sýnir byssu sem fer í gegnum opið svæði án grímu til að fylgjast aðeins með áhrifum FIX sendingartíðninnar í GPX skránni.

Þetta eru fjórar brautir skráðar á hlaupaæfingu á 10 km hraða. Þau voru valin af handahófi allt árið. Þrjár færslur (spor) eru hlaðnar af FIX á 3 sekúndna fresti og ein FIX á 5 sekúndna fresti.

Fyrsta athugun: endurheimt brautarinnar við yfirferð byssunnar versnar ekki, sem þurfti að sýna fram á. Önnur athugun: öll „smá“ hliðarfrávik sem sjást eru til staðar á „völdum“ slóðum eftir 3 sekúndur. Sama athugun fæst þegar borin eru saman sporin sem skráð eru á tíðnunum 1 s og 5 s (fyrir þetta hraðasvið), brautin sem teiknuð er með FIX með 5 sekúndna millibili (fyrir þetta hraðasvið) er hreinni, heildarfjarlægðin og hæðin verður nær raunvirði.

Þess vegna, á fjallahjóli, verður GPS staðsetningarhraði stilltur á milli 2 s (DH) og 5 s (ferð).

📸 ASO / Aurélien VIALATTE – Cristian Casal / TWS