Таза GPS тректерін қалай жазуға болады?
Егер сіз GPS-ке мұқият қараған болсаңыз, оның конфигурация параметрлерімен араласып кеткенін көрген болуыңыз керек. Сондай-ақ, сіз барлық құрылған «тұрақсыз» нүктелермен жазылған соңғы жолды картада бірінші рет көруге тырысқанда таң қалуыңыз мүмкін.
Біртүрлі, біртүрлі. Біртүрлі айттыңыз ба?
Бұл таңқаларлық емес, бірақ кенеттен ол GPS-тің шындықты дәл ойнату қабілеті туралы көп айтады.
Шын мәнінде, деректерді тіркеу жиілігін орнатуға мүмкіндік беретін GPS көмегімен бізде ең жылдам үлгіні таңдау түйсігі болады. Біз өзімізге айтамыз: көп ұпай, соғұрлым жақсы!
Бірақ шындыққа мүмкіндігінше жақын жолды алу шынымен жақсы таңдау ма? 🤔
Толығырақ қарастырайық, бұл аздап техникалық (интегралдар жоқ, алаңдамаңыз ...) және біз сізбен бірге боламыз.
Қателік шегінің әсері
Цифрлық әлемде сандық анықтау тұжырымдамасы әрқашан азды-көпті түсініксіз әсер етеді.
Бір қызығы, жақсы таңдау сияқты көрінуі мүмкін, атап айтқанда трек нүктелері үшін жоғары жазу жылдамдығын пайдалану кері әсер етуі мүмкін.
Анықтама: FIX — GPS-тің жерсеріктерден орынды (ендік, бойлық, биіктік) есептеу мүмкіндігі.
[Өлшеу науқанынан кейін Атлант мұхитында жариялау] (https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/13658816.2015.1086924) ең қолайлы қабылдау жағдайында оның көкшіл көк екенін айтады. аспан 🌞 және GPS горизонтында орналасқан 360 ° көру өрісі, ** FIX дәлдігі 3,35 м 95% уақытты құрайды,**
⚠️ Нақтырақ айтсақ, 100 дәйекті түзетулер арқылы GPS сізді нақты орналасқан жеріңізден 0 және 3,35 м қашықтықта 95 рет және сыртта 5 рет геоорынды анықтайды.
Тігінен қателік көлденең қателіктен 1,5 есе артық деп есептеледі, сондықтан 95 жағдайдың 100-інде жазылған биіктік оңтайлы қабылдау жағдайында нақты биіктіктен +/- 5 м болады, бұл көбінесе жерге жақын жерде қиын. .
Сонымен қатар, қол жетімді әртүрлі жарияланымдар бірнеше шоқжұлдыздардан қабылдау 🛰 (GPS + ГЛОНАСС + Галилео) көлденең GPS дәлдігін жақсартпайтынын көрсетеді.
Екінші жағынан, спутниктердің бірнеше шоқжұлдыздарының сигналын интерпретациялауға қабілетті GPS қабылдағышында келесі жақсартулар болады:
- Бірінші FIX ұзақтығын қысқарту, себебі спутниктер неғұрлым көп болса, олардың қабылдағышы ұшырылғаннан кейін соғұрлым үлкен болады,
- қабылдаудың қиын жағдайында орналасу дәлдігін арттыру. Бұл қалада (қалалық каньондарда), таулы аймақтардағы алқаптың түбінде немесе орманда болады.
Сіз оны GPS арқылы көре аласыз: нәтиже анық және аяқталды.
GPS чипі әр секунд сайын FIX орнатады.
Барлық дерлік велосипед немесе сыртқы GPS жүйелері бұл FIX жүйесіне (GPX) жазу жылдамдығын бақылауға мүмкіндік береді. Не олардың барлығы жазылады, таңдау секундына 1 рет немесе GPS 1 N қабылдайды (мысалы, әрбір 3 секунд сайын) немесе реттеу қашықтықтан орындалады.
Әрбір FIX орынды анықтауға арналған (ендік, бойлық, биіктік, жылдамдық); екі FIX арасындағы қашықтық екі дәйекті FIX арқылы өтетін шеңбер доғасын (жер шарының 🌎 шеңберінде орналасқан) есептеу арқылы алынады. Жалпы жүгіру қашықтығы осы қашықтық интервалдарының қосындысы болып табылады.
Негізінде, барлық GPS бұл есептеуді биіктікті есепке алмастан жүріп өткен қашықтықты алу үшін жасайды, содан кейін олар биіктікті есепке алу үшін түзетуді біріктіреді. Ұқсас есептеу биіктік үшін жасалады.
Сонымен: FIX неғұрлым көп болса, жазба соғұрлым нақты жолды ұстанады, бірақ соғұрлым көлденең және тік позиция қате бөлігі біріктіріледі.
Иллюстрация: жасыл түс – пайымдауды жеңілдету үшін түзу сызықтағы нақты жол, қызыл түс – 1 Гц жиіліктегі GPS FIX, әрбір FIX айналасында орын белгісіздігі: нақты позиция әрқашан осы шеңберде, бірақ орталықта емес. , ал көк түспен әр 3 секунд сайын жасалса, GPX аудармасы көрсетіледі. Күлгін түс GPS арқылы өлшенген биіктік қатесін көрсетеді ([оны түзету үшін осы оқулықты қараңыз] (/blog/altitude-gps-strava-inaccurate).
Позицияның белгісіздігі идеалды қабылдау жағдайында уақыттың 4 м 95%-нан аз. Бірінші нәтиже мынада: егер екі дәйекті FIX арасында, егер ығысу позицияның белгісіздігінен аз болса, осы FIX арқылы жазылған офсет осы белгісіздіктің үлкен бөлігін қамтиды: ол өлшеу шуы.
Мысалы, 20 км/сағ жылдамдықпен сіз секунд сайын 5,5 метр қозғаласыз; бәрі тамаша болғанымен, GPS 5,5 м +/- Xm ығысуын өлшей алады, X мәні 0 мен 4 м арасында болады (4м позицияның белгісіздігі үшін), сондықтан ол бұл жаңа FIX позициясын 1,5 м және арасында орналастырады. алдыңғысынан 9,5 м. Ең нашар жағдайда, жүрілген қашықтықтың осы үлгісін есептеудегі қате +/- 70% жетуі мүмкін, ал GPS өнімділік класы тамаша!
Жазық жерде және жақсы ауа-райында тұрақты жылдамдықта сіздің жолыңыздың нүктелері біркелкі емес екенін байқаған боларсыз: жылдамдық неғұрлым төмен болса, соғұрлым олар алшақтайды. 100 км/сағ жылдамдықта қатенің әсері 60% төмендейді, ал 4 км/сағ жаяу жүргіншінің жылдамдығы 400% жетеді, туристтің GPX жолын байқау жеткілікті, тек оның әрқашан болатынын көру үшін өте «күрделі».
Нәтижесінде:
- жазу жылдамдығы неғұрлым жоғары болса,
- және жылдамдық неғұрлым төмен болса,
- соғұрлым әрбір түзетудің қашықтығы мен биіктігі қате болады.
GPX жүйесіне барлық ТҮЗЕТУДІ жазу арқылы бір сағат ішінде немесе 3600 жазбаның ішінде сіз көлденең және тік GPS қатесін 3600 есе жинадыңыз, мысалы, жиілікті 3 есе азайту арқылы. 1200 еседен астам болады.
👉 Тағы бір нүкте: тік GPS дәлдігі жоғары емес, тым жоғары жазу жиілігі бұл алшақтықты арттырады 😬.
Жылдамдық артқан сайын, бірте-бірте екі дәйекті FIX арасындағы жүріп өткен қашықтық позицияның белгісіздігіне қатысты басым болады. Жолыңызда жазылған барлық дәйекті FIX арасындағы жинақталған қашықтықтар мен биіктіктерге, яғни сол бағыттың жалпы қашықтығы мен тік профиліне орналасу белгісіздігі азырақ және азырақ әсер етеді.
Бұл жағымсыз әсерлерге қалай қарсы тұруға болады?
Ұтқырлық үшін жылдамдық кластарын анықтаудан бастайық:
- 🚶🚶♀Топтық жорықтар, орташа жылдамдығы төмен, шамамен 3-4 км/сағ немесе 1 м/с.
- 🚶 Спорттық саяхат режимінде орташа жылдамдық класы 5-тен 7 км/сағ, яғни шамамен 2 м/с құрайды.
- 🏃 Trail немесе Running режимдерінде қалыпты жылдамдық класы 7 мен 15 км/сағ аралығында, яғни шамамен 3 м/с.
- 🚵 Тау велосипедінде біз орташа жылдамдықты 12-20 км/сағ немесе шамамен 4 м/с-қа дейін жете аламыз.
- 🚲 Жолда жүру кезінде жылдамдық 5-тен 12 м/с-қа дейін жоғары болады.
сол жаяу жүру сондықтан 10-нан 15 м-ге дейінгі қадамдармен жазбаны тағайындау қажет, GPS дәлсіздік қатесі 300 орнына сағатына 3600 рет (шамамен) ескеріледі және позиция қателігінің әсері 4 м-ге максимум 1 м-ден 4 м-ге максимум 15 м-ге дейін, 16 есе азаяды. Жол әлдеқайда тегіс және таза болады және өлшеу шуы ескеріледі. 200-ге бөлінеді! Әр 10-15 м сайынғы ұшы шілтердегі түйреуіштердің қалпына келуін өшірмейді, ол сәл сегменттелген және аз шулы болады.
сол жолдар Орташа жылдамдық 11 км/сағ деп есептесек, әр секунд сайын 1-ден 1-ге дейін 5 секунд сайын өзгеретін уақыт қадамымен жазу жазбалар санын сағатына 3600-ден 720-ға дейін азайтады, ал максималды (мүмкін) қате әр 4 сайын 3 м құрайды. м 4 м сайын 15 м болады (яғни 130%-дан 25%-ға дейін!). Жазылған із бойынша қателерді есепке алу шамамен 25 есеге азаяды. Жалғыз кемшілігі - қатты қисаю қаупі бар жолдар аздап сегменттелген. « Тәуекел «**, себебі бұл із болса да, қисық сызықтардағы жылдамдық сөзсіз төмендейді, сондықтан екі қатарынан FIX жақындайды, бұл сегменттеу әсерін әлсіретеді.
тау велосипедімен жүру төмен жылдамдықтардың (<20 км/сағ) және орташа жылдамдықтардың (> 20 км/сағ) түйіскен жерінде орналасқан, баяу профилі өте баяудан (<15 км/сағ) баяу жол болған жағдайда – жиілік 5 с. жақсы ымыра (соның ішінде Trail), егер ол XC типті профиль болса (>15 км/сағ), 3 секундты сақтау жақсы ымыраға ұқсайды. Жоғары жылдамдықты (DH) пайдалану профилі үшін жазу жылдамдығы ретінде бір немесе екі секундты таңдаңыз.
15 км/сағ жылдамдық үшін 1-ден 3 секундқа дейінгі жолды жазу жиілігін таңдау GPS қатесін есепке алуды шамамен 10 есе азайтады. Негізінде, бұрылыс радиусы жылдамдыққа байланысты болғандықтан, тар шаш қыстырғыштарында немесе бұрылыстарда дәл траекторияны қалпына келтіру бұзылмайды.
қорытынды
Көшедегі іс-шаралар мен велосипед тебуге арналған GPS-тің соңғы нұсқалары мақаланың басында келтірілген зерттеуде көрсетілген орынды анықтау дәлдігін қамтамасыз етеді.
Жазу жылдамдығын орташа қозғалыс жылдамдығына дейін оңтайландыру арқылы сіз GPX жолының қашықтығы мен биіктігі қателігін айтарлықтай азайтасыз: трек тегіс болады және жолдарда жақсы ұсталады.
Демонстрация осы қабылдау жағдайлары нашарлағанда 🌧 (бұлт, шатыр, аңғар, қала) идеалды қабылдау жағдайларына негізделген. Орынның белгісіздігі тез артады және төмен жылдамдықта жоғары FIX жазу жылдамдығының қалаусыз әсерлері күшейеді.
Жоғарыдағы суретте GPX файлындағы FIX тарату жиілігінің әсерін ғана байқау үшін бетпердесіз ашық өріс арқылы өтетін штык көрсетілген.
Бұл 10 км/сағ жылдамдықпен жүгіру (жүгіру) жаттығуы кезінде жазылған төрт жол.Олар жыл бойы кездейсоқ таңдалған. Үш жазба (із) әр 3 секунд сайын FIX арқылы және 5 секунд сайын бір FIX жүктеледі.
Бірінші байқау: штыктың өтуі кезінде траекторияны қалпына келтіру нашарламайды, оны көрсету керек болды. Екінші байқау: барлық байқалған «кішігірім» бүйірлік ауытқулар 3 секундтан кейін «таңдалған» жолдарда болады. Дәл осындай бақылау 1 с және 5 с (осы жылдамдық диапазоны үшін) жиіліктерінде жазылған іздерді салыстыру кезінде алынған, 5 секунд қашықтықта FIX сызылған жол (осы жылдамдық диапазоны үшін) таза, жалпы қашықтық пен биіктік нақты мәнге жақынырақ.
Сондықтан тау велосипедінде GPS позициясын жазу жылдамдығы 2 с (DH) және 5 с (міну) арасында орнатылады.
📸 ASO / Aurélien VIALATTE – Кристиан Касаль / TWS
