GPS немесе STRAVA биіктігі неге дәл емес?

Биіктік дәлдігі мен GPS биіктік айырмашылығына қатысты қайталанатын сұрақ немесе сұрақ туындайды.

Бұл тривиальды болып көрінгенімен, дәл биіктікке жету қиын, көлденең жазықтықта қашықтықты өлшеу үшін рулетканы, арқанды, геодезиялық тізбекті оңай орналастыруға немесе дөңгелектің шеңберін жинақтауға болады. екінші жағынан есептегішті 📐 тік жазықтықта орналастыру қиынырақ.

GPS биіктіктері жер пішінінің математикалық көрінісіне негізделген, ал топографиялық картадағы биіктіктер глобуспен байланысты тік координаттар жүйесіне негізделген.

Демек, бұл бір нүктеде сәйкес келуі керек екі түрлі жүйе.

Биіктік пен тік құлау - бұл көптеген велосипедшілер, тау байкерлері, жаяу жүргіншілер және альпинистер сапардан кейін кеңес алғысы келетін параметрлер.

Тік профильді және дұрыс биіктік айырмашылығын алуға арналған нұсқаулар сыртқы GPS нұсқаулығында (мысалы, Garmin GPSMap ауқымы нұсқаулығында) салыстырмалы түрде жақсы құжатталған, кереғар, бұл ақпарат жоспарланған GPS пайдаланушы нұсқаулығында дерлік жоқ немесе құпия. велосипедшілерге арналған (мысалы, Garmin Edge GPS ауқымына арналған нұсқаулықтар).

Garmin компаниясының сатудан кейінгі қызметі TwoNav сияқты барлық пайдалы кеңестерді таратады. Басқа GPS өндірушілері немесе қолданбалары үшін (Strava-дан басқа) бұл үлкен олқылық 🕳.

Биіктікті қалай өлшеуге болады?

Бірнеше техника:

• Атақты Фалес теоремасын тәжірибеде қолдану,
• Түрлі триангуляция әдістері,
• Биіктік өлшегішті пайдаланып,
• Радар, мәміле,
• Спутниктік өлшемдер.

Барометрлік биіктік өлшегіш

Стандартты анықтау қажет болды: биіктік өлшегіш жердің атмосфералық қысымын биіктікке аударады. 0 м биіктікте теңіз деңгейінде 1013,25 ° Цельсий температурасында 15 мбар қысымға сәйкес келеді.

Іс жүзінде бұл екі шарт теңіз деңгейінде сирек орындалады, мысалы, осы мақаланы жазу кезінде Нормандия жағалауындағы қысым 1035 мбар болды, ал температура 6 ° -қа жақын, бұл биіктікте қателікке әкелуі мүмкін. шамамен 500 м.

Барометрлік биіктік өлшегіш қысым/температура жағдайлары тұрақтанса, қайта реттеуден кейін дәл биіктікті береді.

Реттеу орын үшін дәл биіктікті сақтау болып табылады, содан кейін биіктік өлшегіш атмосфералық қысым мен температураның өзгеруіне жауап ретінде бұл биіктікті реттейді.

Температураның төмендеуі 🌡 қысым қисықтарын тарылтады және биіктік артады, ал температура көтерілсе, керісінше.

Көрсетілген биіктік мәні қоршаған орта температурасының өзгеруіне сезімтал болады, биіктік өлшегішті білекке ұстап тұрған немесе киіп жүрген пайдаланушы жергілікті температура өзгерістерінің көрсетілген мәнге әсерін білуі керек (мысалы: сағат жабық / жеңмен ашық, жылдам немесе баяу қозғалыстарға байланысты салыстырмалы жел, дене температурасының әсері және т.б.).

Тұрақты ауа массасын жеңілдету үшін бұл тұрақты ауа-райы 🌥.

Дұрыс пайдаланған кезде барометрлік биіктік өлшегіш аэронавтика, жаяу серуендеу, альпинизм сияқты әртүрлі қолданбалар үшін сенімді анықтамалық құрал болып табылады ...

Биіктік GPS

GPS Жерді имитациялайтын идеалды сфераға қатысты жердің биіктігін анықтайды: «Эллипсоид». Жер жетілмеген болғандықтан, «геоид» биіктігін алу үшін бұл биіктікті өзгерту керек 🌍.

GPS көмегімен зерттеу маркерінің биіктігін оқитын бақылаушы оның GPS-і қабылдаудың тамаша жағдайында дұрыс жұмыс істеп тұрғанымен, бірнеше ондаған метрлік ауытқуды көре алады. Мүмкін GPS қабылдағышы дұрыс емес шығар?

Бұл ерекшелік эллипсоидты модельдеу дәлдігімен түсіндіріледі және, атап айтқанда, жер беті идеалды сфера емес, құрамында ауытқулар бар, адам модификациясына ұшырайтын және үнемі өзгеретін болғандықтан күрделі болып табылатын геоидтық модель. (Теллур және адам).

Бұл дәлсіздіктер GPS-ке тән өлшеу қателерімен біріктіріледі және GPS хабарлаған биіктіктегі дәлсіздіктер мен тұрақты өзгерістердің себебі болып табылады.

Жақсы көлденең дәлдікті қамтамасыз ететін спутниктік геометриялар, яғни горизонттағы жерсеріктердің төмен орналасуы биіктікті дәл алуға мүмкіндік бермейді. Тік дәлдік шамасының реті көлденең дәлдіктен 1,5 есе көп.

Көптеген GPS чипсет өндірушілері математикалық модельді бағдарламалық жасақтамаға біріктіреді. ол жердің геодезиялық моделіне жақындайды және осы үлгіде көрсетілген биіктікті қамтамасыз етеді.

Бұл дегеніміз, егер сіз теңізде серуендеп жүрген болсаңыз, теріс немесе оң биіктікті көру әдеттен тыс емес, өйткені жердің геодезиялық моделі жетілмеген және бұл кемшілікке GPS-ке тән қатені қосу керек. Бұл қателердің қосындысы белгілі бір жерлерде 50 метрден астам биіктік ауытқуын тудыруы мүмкін 😐.

Геоидтық модельдер нақтыланды, атап айтқанда, GNNS позициясын анықтау нәтижесінде алынған биіктік көрсеткіштері бірнеше жылдар бойы дәл емес болып қалады.

«DTM» цифрлық рельеф үлгісі

DTM торлардан тұратын сандық файл, әрбір тор (квадрат элементар бет) осы тордың беті үшін биіктік мәнін береді. Әлемдік биіктік моделінің қазіргі тор өлшемі туралы идея 30 м х 90 м.Жер бетіндегі нүктенің орнын (бойлық, ендік) біле отырып, оқу арқылы жердің биіктігін оңай алуға болады. DTM файлы (немесе DTM, ағылшын тіліндегі Digital Terrain Model).

DEM негізгі кемшілігі оның сенімділігі (аномалиялар, тесіктер) және файлдың дәлдігі; Мысалдар:

• ASTER DEM қадамы (торы немесе пикселі) 30 м, көлденең дәлдігі 30 м және биіктік өлшегіші 20 м қол жетімді.
• MNT SRTM 90 м аралық (тор немесе пиксель), шамамен 16 м биіктік өлшегіш және 60 м планиметриялық дәлдік үшін қол жетімді.
• Sonny DEM моделі (Еуропа) 1°x1° қадамдарымен, яғни ендікке байланысты 25 x 30 м ретті ұяшық өлшемімен қол жетімді. Жеткізуші ең дәл деректер көздерін құрастырды, бұл DEM салыстырмалы түрде дәл және OpenmtbMap тегін картасы арқылы TwoNav және Garmin GPS үшін «оңай» пайдаланылуы мүмкін.
• IGN DEM 5m x 5m тегін (2021 жылдың қаңтарынан бастап) 1 м тік ажыратымдылығы бар 1 м x 5 м немесе 5 м x 1 м қадаммен қол жетімді. Бұл DEM қол жеткізу осы нұсқаулықта түсіндіріледі.

Ажыратымдылықты (немесе файлдағы деректердің дәлдігін) сол деректердің нақты дәлдігімен шатастырмаңыз. Көрсеткіштерді (өлшеулерді) жер шарының бетін жақын метрге дейін бақылауға мүмкіндік бермейтін аспаптардан алуға болады.

IGN DEM, 2021 жылдың қаңтарынан бастап тегін қол жетімді 🙏 - бұл әртүрлі құралдармен алынған көрсеткіштердің (өлшемдердің) патчворкасы. Соңғы зерттеулер үшін сканерленген аумақтар (мысалы, су тасқыны қаупі) 1 м ажыратымдылықта сканерленді, басқа жерлерде дәлдік бұл мәннен өте алыс болуы мүмкін. Дегенмен, файлда деректер өрістерді 5x5 м немесе 1x1 м қадаммен толтыру үшін интерполяцияланған. IGN 2026 жылға қарай Францияны толығымен қамту мақсатымен жоғары ажыратымдылықтағы сайлау науқанын бастады және сол күні IGN DEM дәл болады. және 1x1x1m аралықта тегін. ...

DEM жердің биіктігін көрсетеді: инфрақұрылымның биіктігі (ғимараттар, көпірлер, қоршаулар және т.б.) есепке алынбайды. Орманда бұл ағаштардың етегіндегі жердің биіктігі, судың беті бір гектардан асатын барлық су қоймалары үшін жағалау беті.

Ұяшықтағы барлық нүктелердің биіктігі бірдей, сондықтан жардың шетінде, файл орнының белгісіздігіне байланысты, орналасу белгісіздігімен қорытындыланады, алынған биіктік көрші ұяшықпен бірдей болуы мүмкін.

GPS позициясын анықтау дәлдігі мінсіз қабылдау жағдайында 4,5 м, 90% құрайды. Бұл өнімділік ең соңғы GPS қабылдағыштарымен (GPS + Glonass + Galileo) көрінеді. Демек, дәлдік 90 мен 100 м аралығындағы 0-ден 5 рет (ашық аспан, бетперделерді қоспағанда, каньондарды қоспағанда, т.б.) нақты орналасу орнын құрайды. 1 x 1 м ұяшықпен DEM пайдалану кері нәтиже береді.өйткені дұрыс торда болу мүмкіндігі сирек болады. Бұл таңдау нақты қосымша құны жоқ процессорды басып тастайды!

Қолданылуы мүмкін DEM алу үшін:

• TwoNav GPS: CDEM 5 м (RGEALTI).

• Garmin GPS: Sonny деректер базасы

  TwoNav GPS үшін жеке DEM жасау жолын үйреніңіз. Деңгей қисықтарын Qgis бағдарламалық құралы арқылы алуға болады.

GPS көмегімен биіктікті анықтаңыз

Шешімдердің бірі DEM файлын GPS навигаторына жүктеу болуы мүмкін, бірақ биіктік тек торлардың өлшемі кішірейген және файл жеткілікті дәл (көлденең және тік) болған жағдайда ғана сенімді болады.

DEM сапасы туралы жақсы түсінік алу үшін, мысалы, көл бедерін елестету немесе көлді кесіп өтетін жолды салу және 2D бөлігінде биіктіктерді байқау жеткілікті.

Кескін: LAND бағдарламалық құралы, 3D ұлғайту x XNUMX дұрыс DEM көмегімен Джерардмер көлінің көрінісі. Торлардың рельефке проекциясы ағымдағы DEM шегін көрсетеді.

Сурет: LAND бағдарламасы, дұрыс DTM көмегімен 2D форматындағы Жерармер көлінің «BOG» көрінісі.

Барлық заманауи «жақсы сапалы» GPS құрылғыларында компас және сандық барометрлік сенсор бар, демек, барометрлік биіктік өлшегіш; Бұл сенсорды пайдалану белгілі бір нүктеге биіктікті орнатқан жағдайда дәл биіктікті алуға мүмкіндік береді (Garmin ұсынысы).

GPS пайда болғаннан бері GPS ұсынған биіктіктің дәлдігі дәл географиялық орынды қамтамасыз ету үшін барометр биіктігі мен GPS биіктігін пайдаланатын аэронавтикаға арналған гибридтеу алгоритмдерін жасауға түрткі болды. биіктігі. Бұл сенімді биіктік шешімі және ашық TwoNav тәжірибесі үшін оңтайландырылған GPS өндірушілерінің таңдаулы таңдауы. және Garmin.

Garmin компаниясында GPS ұсынысы пайдаланушы профиліне сәйкес енгізілген (сыртта, велосипедпен жүру, тау велосипедімен жүру және т.б.), сондықтан пайдаланушы нұсқаулығын және сатылымнан кейінгі қызметті қарау маңызды.

Оңтайлы шешім - GPS-ті опцияға орнату:

• Биіктік = Барометр + GPS, егер GPS рұқсат етсе,
• Биіктік = Барометр + DTM (MNT), егер GPS рұқсат етсе.

Барлық жағдайларда барометрмен жабдықталған GPS үшін барометрді бастапқы нүктедегі ең төменгі биіктікке қолмен орнатыңыз. Тауларда ⛰ ұзақ жүгірулерде, әсіресе температура мен ауа райының ауытқуы болған жағдайда, параметрді қайта өзгерту қажет болады.

Кейбір Garmin GPS-оңтайландырылған велосипед құрылғылары белгілі биіктік нүктелеріндегі барометрлік биіктікті автоматты түрде қалпына келтіреді, бұл тау велосипедіне арналған әсіресе ақылды шешім болып табылады. Дегенмен, пайдаланушы, мысалы, асулардың биіктігін және аңғардың түбін қалдырмас бұрын хабарлауы керек; қайтар жолда биіктік айырмашылығы дәл болады 👍.

Barometer + (GPS немесе DTM) режимінде өндіруші барометр, GPS немесе DEM көретін көтерілу дәйекті болуы керек принципіне негізделген барометрді автоматты реттеу алгоритмін қамтиды: бұл принцип пайдаланушыға үлкен икемділік береді және ашық ауадағы іс-шаралар.

Дегенмен, пайдаланушы шектеулерді білуі керек:

• GPS геоидке негізделген, сондықтан пайдаланушы жасанды рельеф арқылы (мысалы, қож үйінділеріне) қозғалса, түзетулер бұрмаланады,
• DEM жердегі жолды көрсетеді, егер пайдаланушы адами инфрақұрылымның маңызды бөлігін (виадук, көпір, жаяу жүргіншілер көпірлері, туннельдер және т.б.) қарызға алса, түзетулер орнын толтырады.

Демек, биіктіктің дәл өсуін алудың оңтайлы процедурасы келесідей:

1️⃣ Бастапқыда барометрлік сенсорды реттеңіз. Бұл параметр болмаса, биіктіктер түрлендіріледі (жылжымалы), ауа-райына байланысты дрейф аз болса (таулардан тыс қысқа жол) деңгей айырмашылығы дұрыс болады. Garmin отбасылық GPS пайдаланушылары үшін «gpx» биіктіктерін Garmin және Strava қауымдастық үшін пайдаланады, сондықтан дерекқорға дұрыс биіктік профилін енгізген жөн.

2️⃣ Ұзақ сапарларда (> 1 сағат) және таулы жерлерде ауа райы жағдайына байланысты дрейфті (биіктік пен биіктіктегі қате) азайту үшін:

• Таңдауға назар аударыңыз Барометр + GPS, жасанды рельефі бар аумақтардан тыс жерлерде (қоқыс алаңдары, жасанды төбелер және т.б.),
• Таңдауға назар аударыңыз Барометр + DTM (MNT)егер сіз IGN DTM (5 x 5 м тор) немесе Sonny DTM (Франция немесе Еуропа) инфрақұрылымның айтарлықтай көлемін (жаяу жүргіншілер көпірлері, эстакадалар, т.б.) пайдаланатын маршруттан тыс жерде орнатқан болсаңыз.

Биіктік айырмашылығын дамыту

Алдыңғы жолдарда сипатталған биіктік мәселесі көбінесе екі тәжірибеші арасындағы биіктік айырмашылығы әртүрлі екенін немесе оның GPS немесе STRAVA сияқты қолданбада оқылатынына байланысты өзгеретінін байқағаннан кейін көрінеді (STRAVA анықтамасын қараңыз).

Ең алдымен, ең сенімді биіктікті қамтамасыз ету үшін GPS-ті реттеу керек.

Картаны оқу арқылы деңгейлердегі айырмашылықты алу өте қарапайым, көбінесе тәжірибеші экстремалды өлшемдердің нүктелері арасындағы айырмашылықты анықтаумен шектеледі, дегенмен, дәлірек айтсақ, қосындыны алу үшін оң контур сызықтарын санау қажет. .

Сандық файлда көлденең сызықтар жоқ, GPS бағдарламалық құралы, жолды сызу қолданбасы немесе талдау бағдарламалық құралы «қадамдарды немесе биіктік қадамдарын жинақтау» үшін конфигурацияланған.

Жиі «жинақтау жоқ» конфигурациялануы мүмкін:

• TwoNav қолданбасында орнату опциялары барлық GPS үшін ортақ
• Gamin сайтында пайдаланушы нұсқаулығымен және сатудан кейінгі қызметпен кеңесу керек (әр модельдің әдеттегі пайдаланушы профиліне сәйкес өз сипаттамалары бар)
• OpenTraveller қолданбасында биіктік айырмашылығын анықтау үшін сезімталдық шегін реттеуді ұсынатын опция бар.

Әркімнің өз шешімі бар💡.

Онлайн талдауға арналған веб-сайттар немесе бағдарламалық құрал биіктікті ауыстыруға тырысыңыз өздерінің биіктігі деректері бар "gpx" файлдарынан.

Мысал: STRAVA келесіден алынған жолдардан алынған биіктіктерді пайдаланып жасалған "түпнұсқа" биіктік файлын жасады. STRAVA-ға белгілі GPS және барометрлік сенсормен жабдықталған.Қабылданған шешім GPS-тің STRAVA-ға белгілі екенін болжайды, сондықтан қазіргі уақытта ол негізінен GARMIN диапазонынан алынған, ал файлдың сенімділігі әрбір пайдаланушы биіктікті қолмен қалпына келтіруге қамқорлық жасағанын болжайды. .

Практикалық салдарға келетін болсақ, мәселе әсіресе топтық серуендер кезінде туындайды, өйткені әрбір қатысушы 🚵 GPS түріне байланысты олардың биіктік айырмашылығы басқа қатысушылар деңгейінен ерекшеленетінін байқайды немесе түсінбейтін қызығушылық танытатын пайдаланушы. Неліктен айырмашылық GPS биіктігі, талдау бағдарламалық құралы немесе STRAVA әртүрлі.

Мінсіз тазартылған STRAVA әлемінде GPS GARMIN пайдаланушылар тобының барлық мүшелері өздерінің GPS және STRAVA құрылғыларында бірдей биіктікті көруі керек. Дегенмен, айырмашылықты тек биіктікті реттеу арқылы түсіндіруге болатыны қисынды хабарланған биіктік айырмашылығының дұрыс екенін ештеңе растамайды.

STRAVA-ға белгісіз GPS-і бар осы пайдаланушылар тобының мүшесі оның GPS көрсететін деңгей айырмашылығы әртүрлі болғанымен, STRAVA жүйесінде көмекшілерімен бірдей биіктік айырмашылығын көруі қисынды. Ол өз жабдықтарын кінәлай алады, бірақ ол дұрыс жұмыс істейді.

Биіктіктегі айырмашылықтың шынайы мәніне ең жақын мәні әлі де IGN картасын оқу кезінде ФРАНЦИЯ немесе БЕЛГИЯДА алынады., анағұрлым жетілдірілген геоидты іске қосу бағдарды GNSS-ке қарай біртіндеп жылжытады

GNSS: Жерсеріктік жүйені пайдалану арқылы геолокация және навигация: сол нүктеде қабылданған бірнеше жасанды жерсеріктерден радиосигналдарды өңдеу арқылы жер бетіндегі немесе оған тікелей жақын орналасқан нүктенің орнын және жылдамдығын анықтау.

Егер сізге биіктік айырмашылығын алу үшін бағдарламалық құралға немесе қолданбаға сену қажет болса, осы бағдарламалық құралды сайттың IGN картасының контурлық сызықтарына сәйкес жинақтау қадамының мәнін реттеу үшін реттеу керек, яғни 5 немесе 10 м. Кішкентай қадам барлық кішігірім секірістерге немесе соққыларға ауысуға айналады, ал керісінше, тым жоғары қадам кішкентай төбелердің көтерілуін жояды.

Осы ұсыныстарды қолданғаннан кейін авторлық эксперимент GPS немесе сенімді DEM жабдықталған талдау бағдарламалық құралын пайдалану арқылы алынған биіктік мәндері «дұрыс» диапазонда қалатынын көрсетеді, IGN картасының да өзіндік белгісіздіктері бар деп есептей отырыпIGN картасымен алынған бағалаумен салыстырғанда 1 / 25 000.

Екінші жағынан, STRAVA жариялаған мән әдетте асыра көрсетілген. Пайдаланушылардың «кері байланысына» негізделген STRAVA қолданатын әдіс теориялық тұрғыдан келушілер санына байланысты BikePark-те орын алуы керек ақиқатқа өте жақын құндылықтарға жылдам конвергенцияны болжауға мүмкіндік береді. немесе өте бос тректер!

Бұл тармақты нақты көрсету үшін ұзындығы 20 км таулы жолда кездейсоқ алынған жолдың талдауы берілген. «Барометрлік» GPS биіктігі ұшу алдында орнатылды, ол «Барометрлік + GPS» биіктігін қамтамасыз етеді, DTM - дәл болу үшін қайта жасалған сенімді DTM. Біз STRAVA сенімді биіктік профиліне ие болатын аймақтан тыс жерде тұрмыз.

Бұл IGN және GPS арасындағы айырмашылық ең үлкен және IGN мен STRAVA арасындағы айырмашылық ең аз болатын жолдың суреті. GPS пен STRAVA арасындағы қашықтық 80 м, ал шынайы «IGN» олардың арасында.

Биіктіктер
Départ	Келу	Max	мин	биіктік	Ауытқу / IGN
GPS (кедергі + GPS)	122	124	150	98	198	-30
DTM-де биіктікті реттеу	122	122	150	98	198	-30
АЗЫҚ-ТҮЛІК	280	+ 51
IGN карталары	122	122	148	99	228,5	0