Naha GPS atanapi STRAVA anjeun henteu akurat?

Patarosan atanapi patarosan sering timbul ngeunaan akurasi luhurna sareng bédana luhurna GPS.

Sanaos sigana sepele, kéngingkeun jangkungna anu akurat mangrupikeun tantangan, dina pesawat horisontal anjeun tiasa sacara gampil nempatkeun ukuran pita, tali, ranté geodesic, atanapi ngumpulkeun kuriling roda pikeun ngukur jarak. di sisi séjén, éta leuwih hese pikeun posisi méter 📐 dina pesawat nangtung.

Jangkungna GPS dumasar kana répréséntasi matematik ngeunaan bentuk bumi, sedengkeun jangkung dina peta topografi dumasar kana sistem koordinat vertikal pakait sareng dunya.

Ku alatan éta, ieu dua sistem béda nu kudu coincide dina hiji titik.

Jangkungna sareng serelek nangtung mangrupikeun parameter anu paling seueur pengendara sepeda, bikers gunung, pendaki, sareng pendaki bakal hoyong konsultasi saatos naek.

Parentah pikeun meunangkeun profil nangtung jeung bédana élévasi bener kawilang alus documented dina manual GPS outdoor (sapertos manual rentang Garmin GPSMap), paradoxically, informasi ieu ampir euweuh atawa cryptic dina manual pamaké GPS dimaksudkeun. pikeun cyclists (contona, pituduh pikeun rentang GPS Garmin Tepi).

Garmin's After Sales Service masihan sadaya naséhat anu mangpaat, sapertos TwoNav. Pikeun pabrik atanapi aplikasi GPS anu sanés (salain Strava) ieu mangrupikeun jurang anu ageung 🕳.

Kumaha ngukur jangkungna?

Sababaraha téhnik:

• Ngalarapkeun teorema Thales anu kasohor dina praktékna,
• Rupa-rupa téhnik triangulasi,
• Ngagunakeun altimeter,
• Radar, Deal,
• Pangukuran satelit.

Barometric altimeter

Ieu diperlukeun pikeun nangtukeun standar: altimeter narjamahkeun tekanan atmosfir hiji tempat kana jangkungna. Luhurna 0 m pakait sareng tekanan 1013,25 mbar di permukaan laut dina suhu 15 ° Celsius.

Dina prakték, dua kaayaan ieu jarang patepung di permukaan laut, contona, nalika nulis artikel ieu, tekanan di Basisir Normandia éta 1035 mbar, sarta hawa deukeut 6 °, nu bisa ngakibatkeun kasalahan dina luhurna. ngeunaan 500 m.

The barometric altimeter méré jangkungna akurat sanggeus readjustment lamun tekanan / kaayaan suhu stabil.

Penyesuaian nyaéta pikeun ngajaga luhurna akurat pikeun hiji lokasi, teras altimeter nyaluyukeun jangkungna éta pikeun ngaréspon kana parobihan tekanan sareng suhu atmosfir.

Turunna suhu 🌡 ngahususkeun kurva tekanan sareng jangkungna naék, sareng sabalikna upami suhu naék.

Nilai luhurna anu ditampilkeun bakal sénsitip kana parobahan suhu ambient, pangguna altimeter, anu nyepeng atanapi ngagem kana pigeulangna, kedah sadar kana pangaruh parobahan suhu lokal dina nilai anu ditampilkeun (contona: jam tangan ditutup / kabuka kalayan leungeun baju, angin relatif alatan gerakan gancang atawa slow, pangaruh suhu awak, jsb).

Pikeun nyederhanakeun massa hawa anu stabil, éta mangrupikeun cuaca anu stabil 🌥.

Nalika dianggo leres, altimeter barometric mangrupikeun alat rujukan anu tiasa dipercaya pikeun sababaraha aplikasi sapertos aeronautika, hiking, pendakian gunung ...

L'altitude GPS

GPS nangtukeun jangkungna hiji tempat dina hubungan jeung lapisan idéal nu simulates Bumi: "Ellipsoid". Kusabab Bumi henteu sampurna, jangkungna ieu kedah dirobih pikeun kéngingkeun jangkungna "geoid" 🌍.

Pengamat anu maca jangkungna spidol survéy nganggo GPS tiasa ningali simpangan sababaraha puluh méter, sanaos GPS-na jalan leres dina kaayaan nampi anu idéal. Meureun panarima GPS salah?

Beda ieu dijelaskeun ku akurasi modeling ellipsoid sarta, hususna, model geoid, nu kompléks alatan kanyataan yén beungeut Bumi teu hiji lapisan idéal, ngandung anomali, ngalaman modifikasi manusa sarta terus ngarobah. (Telluric jeung Manusa).

Kasaluyuan ieu bakal digabungkeun sareng kasalahan pangukuran anu aya dina GPS, sareng mangrupikeun panyabab tina henteu akurat sareng parobihan konstan dina jangkungna anu dilaporkeun ku GPS.

Géométri satelit anu milih akurasi horisontal anu saé, nyaéta, posisi low satelit dina cakrawala, nyegah akuisisi luhurna anu akurat. Urutan gedena precision nangtung nyaéta 1,5 kali precision horizontal.

Seuseueurna pabrik chipset GPS ngahijikeun modél matematika kana parangkat lunakna. nu ngadeukeutan model geodetic bumi sarta nyadiakeun jangkungna dieusian dina modél ieu.

Ieu ngandung harti yén lamun keur leumpang di laut teu ilahar ningali luhurna négatip atanapi positif, sabab model geodetic bumi teu sampurna, sarta shortcoming ieu kudu ditambahkeun kasalahan alamiah dina GPS. Kombinasi kasalahan ieu bisa ngabalukarkeun simpangan élévasi leuwih ti 50 méter di lokasi nu tangtu 😐.

Modél geoid parantos disampurnakeun, khususna, altimétri anu dicandak salaku hasil tina posisi GNNS bakal tetep teu akurat salami sababaraha taun.

Modél Terrain Digital "DTM"

DTM mangrupikeun file digital anu diwangun ku grid, unggal grid (permukaan dasar pasagi) nyayogikeun nilai jangkungna pikeun permukaan grid éta. Gagasan ukuran grid ayeuna model élévasi dunya nyaéta 30 m x 90 m. Nyaho posisi hiji titik dina beungeut bumi (bujur, lintang), gampang pikeun meunangkeun jangkungna tempat ku maca. file DTM (atanapi DTM, Modél Terrain Digital dina basa Inggris).

The disadvantage utama DEM mangrupa reliabiliti na (anomali, liang ) jeung akurasi file; conto:

• ASTER DEM sayogi kalayan léngkah (grid atanapi piksel) 30 m, akurasi horizontal 30 m sareng altimeter 20 m.
• MNT SRTM sayogi pikeun jarak 90 m (grid atanapi piksel), kirang langkung 16 m altimeter sareng akurasi planimétri 60 m.
• Model Sonny DEM (Eropa) sayogi dina paningkatan 1°x1°, nyaéta kalayan ukuran sél dina urutan 25 x 30 m gumantung kana lintang. Ngajual parantos nyusun sumber data anu paling akurat, DEM ieu kawilang akurat sareng tiasa dianggo "gampang" pikeun TwoNav sareng Garmin GPS via pemetaan OpenmtbMap gratis.
• IGN DEM 5m x 5m sayogi gratis (ti Januari 2021) dina léngkah 1m x 1m atanapi 5m x 5m kalayan résolusi vertikal 1m. Aksés ka DEM ieu dipedar dina pituduh ieu.

Ulah galau resolusi (atawa akurasi data dina file) jeung akurasi sabenerna data éta. Bacaan (pangukuran) tiasa didapet tina alat-alat anu henteu ngamungkinkeun pikeun niténan permukaan bumi ka méter anu pangdeukeutna.

IGN DEM, sayogi gratis 🙏 ti Januari 2021, mangrupikeun tambalan bacaan (pangukuran) anu dicandak ku sababaraha alat. Wewengkon anu di-scan pikeun panalungtikan panganyarna (misalna résiko banjir) di-scan dina résolusi 1 m, di tempat sanés akurasina tiasa jauh pisan tina nilai ieu. Sanajan kitu, data dina file geus interpolasi ngeusian widang dina 5x5m atawa 1x1m increments. bebas dina interval 2026x1x1m....

DEM nunjukkeun élévasi taneuh: jangkungna infrastruktur (gedong, sasak, pager hirup, jsb) henteu dipertimbangkeun. Di leuweung, ieu jangkungna bumi dina suku tangkal, beungeut cai mangrupa beungeut basisir pikeun sakabéh waduk leuwih badag batan hiji héktar.

Sadaya titik dina sél boga jangkungna sarua, jadi di tepi gawir, alatan kateupastian lokasi file, dijumlahkeun jeung kateupastian lokasi, jangkungna sasari bisa jadi sarua jeung sél tatangga.

Akurasi posisi GPS dina kaayaan panarimaan idéal nyaéta dina urutan 4,5 m dina 90%. Kinerja ieu katingali ku panarima GPS panganyarna (GPS + Glonass + Galileo). Ku alatan éta, akurasi 90 kali kaluar tina 100 antara 0 jeung 5 m (langit jelas, kaasup masker, kaasup canyons, jsb) lokasi nyata. ngagunakeun DEM kalayan sél 1 x 1 m téh kontraproduktif.sabab kasempetan keur dina grid bener bakal langka. pilihan ieu bakal overwhelm processor tanpa nilai ditambahkeun nyata!

Pikeun kéngingkeun DEM anu tiasa dianggo dina:

• TwoNav GPS: CDEM dina 5 m (RGEALTI).

• Garmin GPS: Sonny Database

  Diajar kumaha nyieun DEM sorangan pikeun TwoNav GPS. Kurva tingkat tiasa diekstrak nganggo parangkat lunak Qgis.

Nangtukeun luhurna nganggo GPS

Hiji leyuran bisa jadi pikeun muka file DEM kana navigator GPS anjeun, tapi luhurna ngan bakal bisa dipercaya lamun grids diréduksi dina ukuran sarta lamun file cukup akurat (horizontal jeung vertikal).

Pikeun kéngingkeun ide anu saé ngeunaan kualitas DEM, cukup pikeun ngabayangkeun, contona, relief danau atanapi ngawangun jalur anu nyebrang danau sareng ningali élévasi dina bagian 2D.

Gambar: software LAND, view Lake Gerardmer dina 3D magnification x XNUMX kalawan DEM bener. Proyeksi meshes kana rupa bumi nunjukkeun wates DEM ayeuna.

Gambar: Program LAND, tempoan danau Gérardmer "BOG" dina 2D sareng DTM anu leres.

Sadaya alat GPS modern "kualitas alus" gaduh kompas sareng sensor barometric digital, ku kituna altimeter barometric; Ngagunakeun sensor ieu ngidinan Anjeun pikeun meunangkeun luhurna akurat lamun nyetel luhurna dina titik dipikawanoh (rekomendasi Garmin).

Ketepatan ketinggian anu disayogikeun ku GPS ti saprak munculna GPS nyababkeun pamekaran algoritma hibridisasi pikeun aeronautika anu ngagunakeun altitude barometer sareng altitude GPS pikeun nyayogikeun posisi geografis anu akurat. jangkungna. Éta mangrupikeun solusi luhurna anu dipercaya sareng pilihan anu dipikaresep ku produsén GPS, dioptimalkeun pikeun prakték TwoNav luar. jeung Garmin.

Di Garmin, panawaran GPS diwanohkeun dumasar kana profil pangguna (luar ruangan, sapédah, sapédah gunung, jsb.), janten penting pikeun ngarujuk kana manual pangguna sareng jasa saatos penjualan.

Solusi optimal nyaéta nyetél GPS anjeun kana pilihan:

• Altitude = Barometer + GPS, upami GPS ngamungkinkeun,
• Altitude = Barometer + DTM (MNT) upami GPS ngamungkinkeun.

Dina sagala hal, pikeun GPS dilengkepan barometer a, sacara manual nyetel barometer ka luhurna minimum na di titik awal. Di pagunungan ⛰ dina ngajalankeun lila, setelan bakal perlu redone, utamana dina acara fluctuations dina suhu jeung cuaca.

Sababaraha alat ngurilingan Garmin GPS-dioptimalkeun otomatis ngareset altitude barometric dina waypoints altitude dipikawanoh, nu mangrupakeun solusi utamana pinter pikeun biking gunung. Nanging, pangguna kedah ngawartosan, contona, sateuacan ngantunkeun jangkungna pas sareng handapeun lebak; dina jalan balik, bédana jangkungna bakal akurat 👍.

Dina modeu Barometer + (GPS atanapi DTM), produsén kalebet algoritma panyesuaian barometer otomatis dumasar kana prinsip yén naékna anu katingali ku barometer, GPS atanapi DEM kedah konsisten: prinsip ieu nawiskeun kalenturan anu hadé pikeun pangguna sareng cocog pikeun luar. kagiatan.

Nanging, pangguna kedah sadar kana watesan:

• GPS didasarkeun kana geoid, janten upami pangguna ngalangkungan rupa bumi buatan (contona, pikeun ngalungkeun slag), koréksi bakal distorsi,
• DEM nunjukkeun jalur dina taneuh, upami pangguna nginjeum bagian anu penting tina infrastruktur manusa (viaduct, sasak, sasak pedestrian, torowongan, sareng sajabana), panyesuaian bakal diimbangi.

Ku alatan éta, prosedur optimal pikeun meunangkeun paningkatan élévasi akurat nyaéta kieu:

1️⃣ Saluyukeun sensor barometric di awal. Tanpa setelan ieu, jangkung bakal dirobah (bergeser), bédana tingkat bakal bener lamun drift alatan cuaca leutik (jalur pondok di luar gunung). Pikeun pamaké GPS kulawarga Garmin, "gpx" jangkung dipaké ku Garmin na Strava pikeun masarakat, jadi eta leuwih hade ngasupkeun profil élévasi bener kana database.

2️⃣ Pikeun ngurangan drift (kasalahan dina jangkungna jeung luhurna) alatan kondisi cuaca dina lalampahan panjang (> 1 jam) jeung di gunung:

• Fokus kana pilihan Barometer + GPS, di luar wewengkon kalawan relief jieunan (daerah dump, pasir jieunan, jsb).
• Fokus kana pilihan Barometer + DTM (MNT)lamun geus dipasang IGN DTM (5 x 5 m grid) atanapi Sonny DTM (Perancis atawa Éropa) di luar jalur anu ngagunakeun jumlah signifikan infrastruktur (sasak pedestrian, overpasses, jsb).

Ngembangkeun bédana jangkungna

Masalah luhurna dijelaskeun dina garis saméméhna paling sering manifests sorangan sanggeus observasi yén bédana dina jangkungna antara dua praktisi mah béda atawa rupa-rupa gumantung kana naha éta dibaca dina GPS atawa dina aplikasi kawas STRAVA (tingali pitulung STRAVA) contona.

Anu mimiti, anjeun kedah nyetél GPS anjeun pikeun nyayogikeun jangkungna anu paling dipercaya.

Ieu cukup basajan pikeun meunangkeun bédana dina tingkat ku maca peta, mindeng praktisi diwatesan pikeun nangtukeun bédana antara titik diménsi ekstrim, sanajan, janten tepat, perlu ngitung garis kontur positif pikeun meunangkeun jumlah. .

Henteu aya garis horizontal dina file digital, parangkat lunak GPS, aplikasi ngarencanakeun lagu, atanapi parangkat lunak analisa dikonpigurasi pikeun "akumulasi léngkah atanapi paningkatan élévasi".

Sering "euweuh akumulasi" tiasa dikonpigurasikeun:

• di TwoNav pilihan setelan umum pikeun sakabéh GPS
• di Gamin anjeun kedah konsultasi manual pangguna sareng jasa saatos-jualan (unggal modél gaduh ciri sorangan dumasar kana profil pangguna anu biasa)
• aplikasi OpenTraveller boga pilihan nu nyarankeun nyaluyukeun bangbarung sensitipitas pikeun nangtukeun bédana jangkungna.

Tiap jalma boga solusi sorangan 💡.

Website atawa software pikeun analisis online narékahan pikeun ngaganti jangkungna ti "gpx" file kalawan data jangkungna sorangan.

Conto: STRAVA parantos nyiptakeun file altimétri "asli" anu didamel nganggo élévasi anu diturunkeun tina lagu anu diturunkeun tina GPS dipikawanoh pikeun STRAVA sarta dilengkepan sensor barometric Solusi diadopsi nganggap yén GPS dipikawanoh STRAVA, ku kituna dina momen eta utamana diala ti rentang GARMIN, sarta reliabiliti file nganggap yén unggal pamaké geus diurus reset luhurna manual. .

Sedengkeun pikeun implikasi praktis, masalah timbul utamana nalika grup walks, sabab unggal pamilon 🚵 bisa perhatikeun yén béda élévasi maranéhanana béda ti tingkat pamilon séjén, gumantung kana jenis GPS maranéhanana, atawa éta pamaké panasaran anu teu ngarti. naha bédana nyaéta jangkungna GPS, software analisis atawa STRAVA béda.

Di dunya STRAVA anu disanitasi sampurna, sadaya anggota grup pangguna GPS GARMIN prinsipna kedah ningali ketinggian anu sami dina GPS sareng STRAVA na. Éta logis yén bédana ngan bisa dipedar ku adjustment jangkungna, kumaha oge euweuh confirms bédana jangkungna dilaporkeun bener.

Logis yén anggota grup pangguna ieu anu gaduh GPS anu henteu dipikanyaho ku STRAVA kedah ningali bédana jangkungna anu sami dina STRAVA sareng asistenna, sanaos bédana tingkat anu ditampilkeun ku GPS na béda. Anjeunna tiasa nyalahkeun alat-alatna, anu sanaos jalanna leres.

Nilai pangdeukeutna sareng leres tina bédana jangkungna masih diala di FRANCE atanapi Bélgia nalika maca kartu IGN., commissioning of a geoid leuwih maju laun bakal mindahkeun Landmark arah GNSS

GNSS: Géolokasi sareng Navigasi Nganggo Sistem Satelit: Nangtukeun posisi sareng laju hiji titik dina permukaan atanapi di sakuriling bumi langsung ku ngolah sinyal radio tina sababaraha satelit buatan anu ditampi dina waktos éta.

Upami anjeun kedah ngandelkeun parangkat lunak atanapi aplikasi pikeun kéngingkeun bédana élévasi, anjeun kedah nyaluyukeun parangkat lunak ieu pikeun nyaluyukeun nilai léngkah akumulasi dumasar kana garis kontur peta IGN situs, nyaéta 5 atanapi 10 m. Lengkah leutik bakal robah jadi serelek sadayana jumps leutik atawa transisi ka nabrak, sarta sabalikna, hambalan teuing tinggi bakal mupus kebangkitan bukit leutik.

Saatos ngalarapkeun rekomendasi ieu, percobaan panulis nunjukkeun yén nilai luhurna anu dicandak nganggo GPS atanapi parangkat lunak analisa anu dilengkepan DEM anu dipercaya tetep aya dina kisaran "leres", asumsina yén peta IGN ogé boga uncertainties sorangandibandingkeun jeung estimasi diala ku kartu IGN 1 / 25.

Di sisi séjén, nilai diterbitkeun ku STRAVA biasana overstated. Metodeu anu dianggo ku STRAVA, dumasar kana "eupan balik" ti pangguna, sacara téoritis ngamungkinkeun anjeun pikeun ngaduga konvergénsi gancang kana nilai-nilai anu caket pisan sareng kaleresan, anu, gumantung kana jumlah sémah, kedahna lumangsung di BikePark. atawa lagu pisan sibuk!

Pikeun ngagambarkeun titik ieu sacara konkrit, ieu mangrupikeun analisa lagu, dicandak sacara acak, dina jalan pasir panjangna 20 km. Altitude GPS "barometric" disetel sateuacan angkat, éta nyayogikeun ketinggian "Barometric + GPS", DTM mangrupikeun DTM anu dipercaya anu parantos didesain ulang janten akurat. Kami di luar daérah dimana STRAVA tiasa gaduh profil élévasi anu tiasa dipercaya.

Ieu mangrupikeun ilustrasi lagu dimana bédana antara IGN sareng GPS mangrupikeun panggedena sareng bédana antara IGN sareng STRAVA mangrupikeun pangleutikna. jarak antara GPS jeung STRAVA nyaeta 80m, sarta leres "IGN" antara aranjeunna.

Jangkungna
mangkat	Kadatangan	Max	mnt	jangkungna	Panyimpangan / IGN
GPS (Barrier + GPS)	122	124	150	98	198	-30
adjustment jangkungna on DTM	122	122	150	98	198	-30
kadaharan	280	+ 51
Kartu IGN	122	122	148	99	228,5	0