Како снимити чисте ГПС трагове?

Ако сте икада пажљиво погледали свој ГПС, сигурно сте видели да је претрпан конфигурационим подешавањима. Такође бисте могли бити изненађени када сте први пут покушали да видите на мапи последњу стазу коју су забележиле све генерисане „нестабилне“ тачке.

Чудно, чудно. Јеси ли рекао чудно?

Па, то и није тако чудно, али одједном говори много о ГПС-овој способности да прецизно репродукује стварност.

У ствари, са ГПС-ом, који нам омогућава да подесимо фреквенцију евидентирања података, имаћемо интуицију да изаберемо најбржи узорак. Кажемо себи: што више бодова, то боље!

Али да ли је заиста добар избор да добијете траг што је могуће ближе стварности? 🤔

Хајде да погледамо изблиза, мало је техничко (без интеграла, не брините...), и ми ћемо бити уз вас.

Утицај границе грешке

У дигиталном свету, концепт квантификације увек има мање-више нејасан утицај.

Иронично, оно што може изгледати као бољи избор, наиме коришћење веће стопе снимања за тачке праћења, може бити контрапродуктивно.

Дефиниција: ФИКС је способност ГПС-а да израчуна позицију (ширина, дужина, надморска висина) са сателита.

[Постинг Ацросс тхе Атлантиц Афтер тхе Меасуремент Цампаигн] (хттпс://ввв.тандфонлине.цом/дои/пдф/10.1080/13658816.2015.1086924) наводи да је под најповољнијим условима пријема азурно плава. небо 🌞 и ГПС позиционирани у хоризонту од 360° видног поља, ** ФИКС тачност је 3,35 м у 95% времена†

⚠ Конкретно, са 100 узастопних ФИКС-а, ваш ГПС вас геолоцира између 0 и 3,35 м од ваше стварне локације 95 пута и 5 пута напољу.

Вертикално се сматра да је грешка 1,5 пута већа од хоризонталне грешке, тако да ће у 95 случајева од 100 забележена висина бити +/- 5 м од стварне висине у условима оптималног пријема, што је често тешко у близини терен.

Поред тога, различите доступне публикације показују да пријем са више сазвежђа 🛰 (ГПС + ГЛОНАСС + Галилео) не побољшава хоризонталну прецизност ГПС-а.

Са друге стране, ГПС пријемник који може да интерпретира сигнал неколико сазвежђа сателита имаће следећа побољшања:

1. Смањење трајања првог ФИКС-а, јер што више сателита има, то ће њихов пријемник бити већи када се покрене,
2. побољшање тачности позиционирања у тешким условима пријема. То је случај у граду (урбани кањони), на дну долине у планинским пределима или у шуми.

Можете пробати са својим ГПС-ом: резултат је јасан и готов.

ГПС чип поставља ФИКС сваке секунде.

Скоро сви ГПС системи за бициклизам или на отвореном дозвољавају овим ФИКС за праћење (ГПКС) стопе снимања. Или су сви снимљени, избор је 1 пут у секунди, или ГПС узима 1 од Н (на пример, сваке 3 секунде), или се подешавање врши из даљине.

Сваки ФИКС треба да одреди позицију (ширина, дужина, висина, брзина); растојање између два ФИКС-а се добија израчунавањем лука круга (који се налази на обиму глобуса 🌎) који пролази кроз два узастопна ФИКС-а. Укупна дужина трчања је збир ових интервала удаљености.

У основи, сви ГПС-ови раде овај прорачун да би добили пређену удаљеност без узимања у обзир надморске висине, а затим интегришу корекцију да би узели у обзир висину. Сличан прорачун се врши и за висину.

Дакле: што је више ФИКС-а, то више запис прати стварну путању, али ће више бити интегрисани део грешке хоризонталног и вертикалног положаја.

Илустрација: зеленом бојом је права путања у правој линији ради поједностављења закључивања, црвеном је ГПС ФИКС на 1 Хз са несигурношћу положаја материјализованом око сваког ФИКС-а: стварна позиција је увек у овом кругу, али није центрирана. , а плавом бојом је превод у ГПКС ако се ради сваке 3 секунде. Љубичаста означава грешку висине коју мери ГПС ([погледајте овај водич да бисте је поправили] (/блог/алтитуде-гпс-страва-инаццурате).

Неизвесност положаја је мања од 4 м 95% времена под идеалним условима пријема. Прва импликација је да између два узастопна ФИКС-а, ако је помак мањи од несигурности позиције, помак забележен тим ФИКС-ом садржи велики део те несигурности: то је мерење буке.

На пример, при брзини од 20 км / х, померате се 5,5 метара сваке секунде; иако је све савршено, ваш ГПС може да измери помак од 5,5м +/- Ксм, Кс вредност ће бити између 0 и 4м (за несигурност позиције од 4м), тако да ће овај нови ФИКС поставити на позицију између 1,5м и 9,5 м од претходног. У најгорем случају, грешка у израчунавању овог узорка пређене удаљености може достићи +/- 70%, док је класа перформанси ГПС-а одлична!

Вероватно сте већ приметили да при константној брзини на равници и по лепом времену тачке ваше стазе нису равномерно распоређене: што је брзина мања, то се више разилазе. При 100 км/х утицај грешке се смањује за 60%, а при 4 км/х брзина пешака достиже 400%, довољно је посматрати ГПКС стазу туристе, само да би се видело да је увек веома "замршено".

Стога :

• што је већа брзина снимања,
• и што је мања брзина,
• што ће више растојање и висина сваке поправке бити погрешне.

Снимајући све ИСПРАВКЕ у ваш ГПКС, у року од једног сата или 3600 записа сте акумулирали 3600 пута више од хоризонталне и вертикалне ГПС грешке, на пример, смањивањем фреквенције за 3 пута. бити преко 1200 пута.

👉 Још једна ствар: вертикална ГПС тачност није висока, превисока фреквенција снимања ће повећати овај јаз 😬.

Како се брзина повећава, постепено пређена удаљеност између два узастопна ФИКС постаје доминантна у односу на несигурност положаја. Неизвесност локације ће све мање утицати на кумулативне удаљености и висине између свих узастопних ФИКС-ова снимљених на вашој стази, односно на укупну удаљеност и вертикални профил те стазе.

Како се ови нежељени ефекти могу супротставити?

Почнимо са дефинисањем класа брзине за мобилност:

1. 🚶🚶‍♀Групне шетње, просечна брзина је мала, око 3-4 км/х или 1 м/с.
2. 🚶 У спортском режиму путовања, просечна класа брзине је 5 до 7 км/х, односно око 2 м/с.
3. 🏃 У режимима Траил или Руннинг, нормална класа брзине је између 7 и 15 км/х, односно око 3 м/с.
4. 🚵 На планинском бициклу можемо узети просечну брзину од 12 до 20 км/х, односно око 4 м/с.
5. 🚲 Приликом вожње на путу брзина је већа од 5 до 12 м/с.

Да планинарење стога је потребно задати снимање у корацима од 10 до 15 м, грешка ГПС непрецизности ће се узети у обзир само 300 пута на сат (приближно) уместо 3600, а ефекат грешке положаја, који расте од максимално 4 м на 1 м до максимално 4 м на 15 м, смањиће се 16 пута. Стаза ће бити много глаткија и чистија, а бука мерења се узима у обзир. подељено са фактором 200! Врх на сваких 10-15 м неће избрисати рестаурацију игала у везицама, само ће бити мало сегментиранији и мање бучан.

Да стазе Уз претпоставку просечне брзине од 11 км/х, снимање са временским кораком који се мења од 1 сваке секунде до 1 сваких 5 секунди смањује број снимака са 3600 на 720 на сат, а максимална (могућа) грешка је 4 м на свака 3 м. Постаје 4 м на сваких 15 м (тј. од 130% до 25%!). Обрачун грешака снимљеним трагом је смањен за око 25 пута. Једини недостатак је што су стазе са ризиком од озбиљне кривине благо сегментиране. « Ризик "**, јер иако је ово стаза, брзина на кривинама ће неминовно пасти, а самим тим ће се два узастопна ФИКС-а приближити, што ће ослабити ефекат сегментације.

планински бициклизам налази се на споју између малих брзина (<20 км/х) и средњих брзина (> 20 км/х), у случају стазе са спорим профилом до веома (<15 км/х) споре – фреквенција је 5 с. је добар компромис (укључујући Траил), ако је профил типа КСЦ (>15 км/х), задржавање 3с изгледа као добар компромис. За профил коришћења веће брзине (ДХ), изаберите једну или две секунде као брзину писања.

За брзину од 15 км/х, избор фреквенције снимања стазе од 1 до 3 с смањује евидентирање ГПС грешке за око 10 пута. Пошто је, у принципу, радијус окретања повезан са брзином, тачан опоравак путање у уским укосницама или скретањима неће бити угрожен.

Закључак

Најновије верзије ГПС-а доступне за активности на отвореном и вожњу бициклом пружају тачност локације која се види у студији цитираној на почетку чланка.

Оптимизацијом брзине снимања на вашу просечну брзину вожње, значајно ћете смањити удаљеност и грешку у висини ваше ГПКС стазе: ваша стаза ће бити глаткија и добро ће се држати на стазама.

Демонстрација је заснована на идеалним условима пријема када се ови услови пријема погоршавају 🌧 (облаци, крошња, долина, град). Неизвесност положаја се брзо повећава, а нежељени ефекти високе ФИКС брзине снимања при малој брзини ће се појачати.

Слика изнад приказује бајонет који пролази кроз отворено поље без маске да би се посматрао само ефекат ФИКС фреквенције преноса у ГПКС датотеци.

Реч је о четири стазе снимљене током трејл (трчања) тренинга брзином од 10 км/х.Насумично су одабране током целе године. ФИКС учитава три записа (трагова) сваке 3 секунде и један ФИКС сваких 5 секунди.

Прво запажање: опоравак путање током проласка бајонета се не погоршава, што је требало демонстрирати. Друго запажање: сва уочена "мала" бочна одступања су присутна на "изабраним" путањама након 3 секунде. Исто запажање се добија када се упореде трагови снимљени на фреквенцијама од 1 с и 5 с (за овај опсег брзина), стаза уцртана са ФИКС на размаку од 5 секунди (за овај опсег брзина) је чистија, укупна удаљеност и висина ће бити ближе реалној вредности.

Стога, на планинском бициклу, брзина снимања ГПС положаја биће подешена између 2 с (ДХ) и 5 ​​с (вожња).

📸 АСО / Аурелиен ВИАЛАТТЕ – Цристиан Цасал / ТВС