Napa GPS utawa ketinggian STRAVA sampeyan ora akurat?

Pitakonan utawa pitakonan sing bola-bali muncul babagan akurasi ketinggian lan bedane ketinggian GPS.

Sanajan katon ora pati penting, entuk dhuwur sing akurat pancen angel, ing bidang horisontal sampeyan bisa kanthi gampang nyelehake ukuran pita, tali, rantai geodesik, utawa nglumpukake keliling roda kanggo ngukur jarak. ing tangan liyane, iku luwih angel kanggo posisi meter 📐 ing bidang vertikal.

Dhuwur GPS adhedhasar representasi matematika saka wangun bumi, dene dhuwur ing peta topografi adhedhasar sistem koordinat vertikal sing ana gandhengane karo globe.

Mulane, iki rong sistem beda sing kudu pas ing siji titik.

Altitude lan vertikal drop minangka paramèter sing umume pengendara sepeda, bikers gunung, pendaki, lan pendaki bakal pengin takon sawise kulo.

Pandhuan kanggo entuk profil vertikal lan prabédan elevasi sing bener didokumentasikan kanthi apik ing manual GPS ruangan (kayata manual sawetara Garmin GPSMap), kanthi paradoks, informasi iki meh ora ana utawa misterius ing manual pangguna GPS sing dimaksud. kanggo cyclists (contone, Panuntun kanggo sawetara Garmin Edge GPS).

Layanan After Sales Garmin menehi kabeh saran sing migunani, kaya TwoNav. Kanggo pabrikan utawa aplikasi GPS liyane (saliyane Strava) iki jurang gedhe 🕳.

Carane ngukur dhuwur?

Sawetara teknik:

• Aplikasi teorema Thales sing misuwur ing praktik,
• Macem-macem teknik triangulasi,
• Trèn migunakaké altimeter
• Radar, Deal,
• Pangukuran satelit.

Altimeter barometrik

Sampeyan perlu kanggo nemtokake standar: altimeter nerjemahake tekanan atmosfer saka panggonan menyang dhuwur. Ketinggian 0 m cocog karo tekanan 1013,25 mbar ing permukaan laut kanthi suhu 15 ° Celcius.

Ing laku, loro kahanan iki arang ketemu ing segara, contone, nalika nulis artikel iki, meksa ing pesisir Normandia ana 1035 mbar, lan suhu cedhak 6 °, kang bisa mimpin kanggo kesalahan ing dhuwur. watara 500 m.

Altimeter barometrik menehi dhuwur sing akurat sawise nyetel maneh yen kahanan tekanan / suhu stabil.

Penyesuaian yaiku kanggo njaga ketinggian sing akurat kanggo sawijining lokasi, banjur altimeter nyetel ketinggian kasebut kanggo nanggepi owah-owahan tekanan lan suhu atmosfer.

Mudhun ing suhu 🌡 nyuda kurva tekanan lan dhuwure mundhak, lan kosok balene yen suhu mundhak.

Nilai dhuwur sing ditampilake bakal sensitif marang owah-owahan ing suhu sekitar, pangguna altimeter, sing nyekel utawa nganggo ing bangkekan, kudu ngerti efek owah-owahan suhu lokal ing nilai sing ditampilake (contone: jam tangan ditutup / mbukak nganggo lengen klambi, angin relatif amarga gerakan cepet utawa alon, pengaruh suhu awak, lsp).

Kanggo nyederhanakake massa udara sing stabil, yaiku cuaca sing stabil 🌥.

Yen digunakake kanthi bener, altimeter barometrik minangka instrumen referensi sing bisa dipercaya kanggo macem-macem aplikasi kayata aeronautika, hiking, pendakian gunung ...

GPS dhuwur

GPS nemtokake dhuwur saka panggonan ing hubungan kanggo bal becik sing simulates bumi: "Ellipsoid". Amarga Bumi ora sampurna, dhuwur iki kudu diowahi kanggo entuk dhuwur "geoid" 🌍.

Pengamat sing maca dhuwure panandha survey nggunakake GPS bisa ndeleng panyimpangan sawetara puluhan meter, sanajan GPS kasebut bisa digunakake kanthi bener ing kondisi panampa sing cocog. Mungkin panrima GPS salah?

Bentenane iki diterangake kanthi akurasi model ellipsoid lan, utamane, model geoid, sing kompleks amarga kasunyatan manawa permukaan bumi ora dadi bal sing becik, ngemot anomali, ngalami modifikasi manungsa lan terus-terusan ganti. (Teluric lan Manungsa).

Kesalahan iki bakal digabungake karo kesalahan pangukuran sing ana ing GPS, lan dadi penyebab ora akurat lan owah-owahan konstan ing ketinggian sing dilapurake dening GPS.

Geometri satelit sing milih akurasi horisontal sing apik, yaiku posisi satelit sing kurang ing cakrawala, nyegah akuisisi ketinggian sing akurat. Urutan gedhene presisi vertikal yaiku 1,5 kaping presisi horisontal.

Umume produsen chipset GPS nggabungake model matematika menyang piranti lunak. sing nyedhaki model geodetik bumi lan nyedhiyakake dhuwur sing ditemtokake ing model iki.

Iki tegese yen lumaku ing segara iku ora aneh kanggo ndeleng dhuwur negatif utawa positif, amarga model geodetic bumi ora sampurna, lan shortcoming iki kudu ditambahake kesalahan gawan ing GPS. Kombinasi kesalahan kasebut bisa nyebabake panyimpangan elevasi luwih saka 50 meter ing lokasi tartamtu 😐.

Model geoid wis ditapis, utamane, altimetri sing dipikolehi minangka asil saka posisi GNNS bakal tetep ora akurat sajrone pirang-pirang taun.

Model Terrain Digital "DTM"

DTM minangka file digital sing kasusun saka kothak, saben kothak (permukaan dhasar persegi) nyedhiyakake nilai dhuwur kanggo permukaan kothak kasebut. Gagasan ukuran kothak saiki model elevasi donya yaiku 30 m x 90 m. Ngerti posisi titik ing permukaan bumi (bujur, lintang), gampang kanggo entuk dhuwur papan kanthi maca. file DTM (utawa DTM, Model Terrain Digital ing basa Inggris).

Kerugian utama DEM yaiku linuwih (anomali, bolongan) lan akurasi file; Tuladha:

• ASTER DEM kasedhiya kanthi langkah (kotak utawa piksel) 30 m, akurasi horisontal 30 m lan altimeter 20 m.
• MNT SRTM kasedhiya kanggo 90 m spasi (grid utawa piksel), kira-kira 16 m altimeter lan 60 m akurasi planimetric.
• Model Sonny DEM (Eropa) kasedhiya kanthi tambahan 1°x1°, yaiku kanthi ukuran sel kanthi urutan 25 x 30 m gumantung saka garis lintang. Vendor wis nyusun sumber data sing paling akurat, DEM iki relatif akurat lan bisa digunakake "gampang" kanggo TwoNav lan Garmin GPS liwat pemetaan OpenmtbMap gratis.
• IGN DEM 5m x 5m kasedhiya gratis (wiwit Januari 2021) ing langkah 1m x 1m utawa 5m x 5m kanthi resolusi vertikal 1m. Akses menyang DEM iki diterangake ing pandhuan iki.

Aja bingung resolusi (utawa akurasi data ing file) karo akurasi data kasebut. Wacan (pangukuran) bisa dipikolehi saka instrumen sing ora ngidini ngamati permukaan globe menyang meter sing paling cedhak.

IGN DEM, kasedhiya gratis 🙏 wiwit Januari 2021, minangka tambalan maca (pangukuran) sing dipikolehi nganggo macem-macem instrumen. Wilayah sing dipindai kanggo riset anyar (contone, risiko banjir) dipindai kanthi resolusi 1 m, ing papan liya akurasine bisa uga adoh banget saka nilai kasebut. Nanging, ing file kasebut, data wis diinterpolasi kanggo ngisi kolom kanthi tambahan 5x5m utawa 1x1m. IGN wis ngluncurake kampanye polling resolusi dhuwur kanthi tujuan kanggo nutupi Prancis kanthi lengkap ing taun 2026, lan ing dina kasebut, IGN DEM bakal akurat. lan gratis ing interval 1x1x1m. ...

DEM nuduhake elevasi lemah: dhuwur infrastruktur (bangunan, jembatan, pager, lan liya-liyane) ora dianggep. Ing alas, iki minangka dhuwure bumi ing sikil wit-witan, lumahing banyu minangka permukaan pesisir kanggo kabeh wadhuk sing luwih gedhe tinimbang siji hektar.

Kabeh titik ing sel duwe dhuwur sing padha, saengga ing pinggir tebing, amarga ora mesthi lokasi file, diringkes kanthi ora mesthi lokasi, dhuwur sing diekstrak bisa uga padha karo sel tetanggan.

Akurasi posisi GPS ing kahanan resepsi sing cocog yaiku 4,5 m kanthi 90%. Kinerja iki katon karo panrima GPS paling anyar (GPS + Glonass + Galileo). Mulane, akurasi 90 kaping saka 100 antarane 0 lan 5 m (langit langit, ora kalebu topeng, ora kalebu canyons, etc.) saka lokasi nyata. nggunakake DEM kanthi sel 1 x 1 m kontraproduktif.amarga kemungkinan ing kothak sing bener bakal langka. Pilihan iki bakal ngluwihi prosesor tanpa nilai tambah nyata!

Kanggo entuk DEM sing bisa digunakake ing:

• TwoNav GPS: 5 m CDEM (RGEALTI).

• Garmin GPS: Sonny Database

  Sinau carane nggawe DEM dhewe kanggo TwoNav GPS. Kurva level bisa diekstrak nggunakake piranti lunak Qgis.

Nemtokake dhuwure nggunakake GPS

Salah siji solusi bisa uga kanggo mbukak file DEM menyang navigator GPS, nanging dhuwure mung bisa dipercaya yen ukuran grid suda lan yen file cukup akurat (horisontal lan vertikal).

Kanggo entuk ide sing apik babagan kualitas DEM, cukup kanggo nggambarake, umpamane, relief tlaga utawa mbangun dalan sing nyabrang tlaga lan mirsani elevasi ing bagean 2D.

Gambar: Piranti lunak LAND, tampilan Lake Gerardmer ing perbesaran 3D x XNUMX kanthi DEM sing bener. Proyeksi bolong menyang terrain nuduhake watesan DEM saiki.

Gambar: Program LAND, tampilan tlaga Gérardmer "BOG" ing 2D kanthi DTM sing bener.

Kabeh piranti GPS "kualitas apik" modern duwe kompas lan sensor barometrik digital, mula altimeter barometrik; Nggunakake sensor iki ngidini sampeyan entuk ketinggian sing akurat yen sampeyan nyetel ketinggian ing titik sing dikenal (rekomendasi Garmin).

Ketepatan ketinggian sing disedhiyakake dening GPS wiwit tekane GPS wis nyebabake pangembangan algoritma hibridisasi kanggo aeronautika sing nggunakake ketinggian barometer lan ketinggian GPS kanggo nyedhiyakake posisi geografis sing akurat. dhuwur. Iki minangka solusi ketinggian sing dipercaya lan pilihan produsen GPS sing disenengi, dioptimalake kanggo praktik TwoNav ruangan. lan Garmin.

Ing Garmin, penawaran GPS dienalake miturut profil pangguna (ing njaba ruangan, sepedaan, sepedaan gunung, lsp.), dadi penting kanggo ngrujuk menyang manual pangguna lan layanan sawise dodolan.

Solusi optimal yaiku nyetel GPS menyang pilihan:

• Altitude = Barometer + GPS, yen GPS ngidini,
• Altitude = Barometer + DTM (MNT) yen GPS ngidini.

Ing kabeh kasus, kanggo GPS sing dilengkapi barometer, nyetel barometer kanthi manual menyang ketinggian minimal ing titik wiwitan. Ing pagunungan ⛰ kanthi dawa, setelan kasebut kudu didandani maneh, utamane yen ana fluktuasi suhu lan cuaca.

Sawetara piranti sepeda sing dioptimalake GPS Garmin kanthi otomatis ngreset ketinggian barometrik ing titik arah ketinggian sing dikenal, sing minangka solusi sing cerdas kanggo sepedaan gunung. Nanging, pangguna kudu ngandhani, umpamane, sadurunge ninggalake dhuwur saka pass lan ngisor lembah; ing dalan bali, beda dhuwur bakal akurat 👍.

Ing mode Barometer + (GPS utawa DTM), pabrikan nyakup algoritma pangaturan barometer otomatis adhedhasar prinsip manawa kenaikan barometer, GPS utawa DEM kudu konsisten: prinsip iki menehi keluwesan sing apik kanggo pangguna lan cocog kanggo aktivitas njaba.

Nanging, pangguna kudu ngerti watesan:

• GPS adhedhasar geoid, dadi yen pangguna pindhah liwat terrain buatan (contone, kanggo slag dumps), koreksi bakal kleru,
• DEM nuduhake dalan ing lemah, yen pangguna nyilih bagean penting saka infrastruktur manungsa (viaduct, jembatan, jembatan pejalan kaki, terowongan, lan liya-liyane), pangaturan kasebut bakal diimbangi.

Mulane, prosedur sing paling optimal kanggo entuk kenaikan elevasi sing akurat yaiku kaya ing ngisor iki:

1️⃣ Setel sensor barometrik ing wiwitan. Tanpa setelan iki, dhuwur bakal diowahi (pindhah), prabédan ing tingkat bakal bener yen drift amarga cuaca cilik (rute cendhak njaba gunung). Kanggo pangguna GPS kulawarga Garmin, dhuwur "gpx" digunakake dening Garmin lan Strava kanggo komunitas, mula luwih becik ngetik profil elevasi sing bener menyang database.

2️⃣ Kanggo nyuda drift (kesalahan ing dhuwur lan dhuwur) amarga kahanan cuaca nalika lelungan dawa (> 1 jam) lan ing gunung:

• Fokus ing pilihan Barometer + GPS, wilayah njaba kanthi relief buatan (wilayah mbucal, bukit buatan, lsp.),
• Fokus ing pilihan Barometer + DTM (MNT)yen sampeyan wis nginstal IGN DTM (5 x 5 m kothak) utawa Sonny DTM (Prancis utawa Eropah) njaba rute sing nggunakake jumlah pinunjul saka infrastruktur (kreteg pejalan kaki, overpass, etc.).

Ngembangake prabédan dhuwur

Masalah ketinggian sing diterangake ing baris sadurunge paling kerep diwujudake sawise mirsani manawa bedane ketinggian antarane loro praktisi kasebut beda-beda utawa beda-beda gumantung apa sing diwaca ing GPS utawa ing aplikasi kaya STRAVA (ndeleng bantuan STRAVA) contone.

Kaping pisanan, sampeyan kudu nyetel GPS kanggo nyedhiyakake ketinggian sing paling dipercaya.

Cukup gampang kanggo entuk bedane tingkat kanthi maca peta, asring praktisi diwatesi kanggo nemtokake prabédan antarane titik-titik ukuran ekstrem, sanajan, kanthi tepat, perlu ngetung garis kontur positif kanggo entuk jumlah. .

Ora ana garis horisontal ing file digital, piranti lunak GPS, aplikasi ngrancang trek, utawa piranti lunak analisis dikonfigurasi kanggo "nglumpukake langkah utawa kenaikan elevasi".

Asring "ora akumulasi" bisa dikonfigurasi:

• ing TwoNav opsi setelan umum kanggo kabeh GPS
• ing Gamin sampeyan kudu takon manual pangguna lan layanan sawise-sales (saben model nduweni ciri dhewe miturut profil pangguna sing khas)
• app OpenTraveller duwe pilihan sing nyaranake nyetel batesan sensitivitas kanggo nemtokake prabédan ing dhuwur.

Saben uwong duwe solusi dhewe 💡.

Situs web utawa piranti lunak kanggo analisis online usaha kanggo ngganti dhuwur saka file "gpx" karo data dhuwur dhewe.

Conto: STRAVA wis nggawe file altimetri "asli" sing digawe nggunakake elevasi sing diturunake saka trek sing asale saka GPS dikenal kanggo STRAVA lan dilengkapi sensor barometrik Solusi sing diadopsi nganggep yen GPS dikenal STRAVA, mula saiki dipikolehi saka kisaran GARMIN, lan linuwih file kasebut nganggep manawa saben pangguna wis ngurus reset ketinggian manual. .

Minangka akibat praktis, masalah muncul utamane nalika mlaku-mlaku kelompok, amarga saben peserta 🚵 bisa uga ngerteni manawa bedane elevasi beda karo level peserta liyane, gumantung saka jinis GPS, utawa pangguna penasaran sing ora ngerti. kok bedane GPS altitude, software analysis or STRAVA beda.

Ing jagad STRAVA sing wis diresiki kanthi sampurna, kabeh anggota klompok pangguna GPS GARMIN kudu ndeleng ketinggian sing padha ing GPS lan STRAVA. Iku logis sing prabédan mung bisa diterangno dening imbuhan dhuwur, Nanging boten nandheske prabédan dhuwur kacarita bener.

Logis yen anggota grup pangguna iki sing duwe GPS sing ora dikenal STRAVA kudu ndeleng prabédan ketinggian sing padha ing STRAVA karo asistene, sanajan prabédan level sing ditampilake GPS beda. Dheweke bisa nyalahake peralatan, sing bisa digunakake kanthi bener.

Nilai sing paling cedhak karo sejatine bedane dhuwur isih dipikolehi ing FRANCE utawa BELGIUM nalika maca kertu IGN., komisioning geoid sing luwih maju bakal mboko sithik mindhah landmark menyang GNSS

GNSS: Geolokasi lan Navigasi Nggunakake Sistem Satelit: Nemtokake posisi lan kacepetan sawijining titik ing permukaan utawa ing sacedhake bumi kanthi ngolah sinyal radio saka sawetara satelit buatan sing ditampa ing titik kasebut.

Yen sampeyan kudu ngandelake piranti lunak utawa aplikasi kanggo entuk bedane elevasi, sampeyan kudu nyetel piranti lunak iki kanggo nyetel nilai langkah akumulasi miturut garis kontur peta IGN situs kasebut, yaiku 5 utawa 10 m. A langkah cilik bakal nguripake menyang gulung kabeh mundhak cilik utawa transisi kanggo bumps, lan kosok balene, langkah dhuwur banget bakal mbusak munggah saka bukit cilik.

Sawise ngetrapake rekomendasi kasebut, eksperimen penulis nuduhake yen nilai ketinggian sing dipikolehi nggunakake piranti lunak GPS utawa analisis sing dilengkapi DEM sing dipercaya tetep ana ing kisaran "bener", assuming sing peta IGN uga kahanan sing durung mesthi dhewedibandhingake karo taksiran dipikolehi karo kertu IGN 1 / 25.

Ing tangan liyane, nilai diterbitake dening STRAVA biasane overstated. Cara sing digunakake dening STRAVA, adhedhasar "umpan balik" saka pangguna, kanthi teoritis ngidini sampeyan prédhiksi konvergensi cepet menyang nilai-nilai sing cedhak banget karo bebener, sing, gumantung saka jumlah pengunjung, kudu ditindakake ing BikePark utawa trek sibuk banget!

Kanggo nggambarake titik kasebut kanthi konkrit, ana analisis trek, dijupuk kanthi acak, ing dalan berbukit sing dawane 20 km. Ketinggian GPS "barometric" disetel sadurunge budhal, nyedhiyakake ketinggian "Barometric + GPS", DTM minangka DTM sing bisa dipercaya sing wis dirancang maneh supaya akurat. Kita ana ing njaba wilayah sing STRAVA bisa duwe profil elevasi sing bisa dipercaya.

Iki minangka ilustrasi trek ing ngendi prabédan antarane IGN lan GPS paling gedhe lan prabédan antarane IGN lan STRAVA paling cilik. jarak antarane GPS lan STRAVA punika 80m, lan bener "IGN" antarane wong-wong mau.

Dhuwur
Départ	Rawuh	Maks	tambang	ing dhuwur	Penyimpangan / IGN
GPS (Barrier + GPS)	122	124	150	98	198	-30
Imbuhan dhuwur ing DTM	122	122	150	98	198	-30
FOOD	280	+ 51
kertu IGN	122	122	148	99	228,5	0