როგორ ჩავწეროთ სუფთა GPS ტრეკები?

თუ ოდესმე ყურადღებით დააკვირდით თქვენს GPS-ს, აუცილებლად გენახათ, რომ ის გადატვირთულია კონფიგურაციის პარამეტრებით. ასევე შეიძლება გაგიკვირდეთ, როდესაც პირველად სცადეთ რუკაზე გენერირებული "არასტაბილური" წერტილის მიერ ჩაწერილი ბოლო ტრეკის ნახვა.

უცნაური, უცნაური. უცნაური თქვი?

ისე, ეს არც ისე უცნაურია, მაგრამ მოულოდნელად ის ბევრს ამბობს GPS-ის რეალობის ზუსტად რეპროდუცირების უნარზე.

სინამდვილეში, GPS-ით, რომელიც საშუალებას გვაძლევს დავაყენოთ მონაცემთა აღრიცხვის სიხშირე, გვექნება ინტუიცია, რომ ავირჩიოთ ყველაზე სწრაფი ნიმუში. ჩვენ საკუთარ თავს ვეუბნებით: რაც მეტი ქულა, მით უკეთესი!

მაგრამ არის თუ არა ნამდვილად კარგი არჩევანი რეალობასთან რაც შეიძლება ახლოს ბილიკისთვის? 🤔

მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ, ეს ცოტა ტექნიკურია (ინტეგრალების გარეშე, არ ინერვიულოთ ...) და ჩვენ ვიქნებით თქვენთან ერთად.

ცდომილების ზღვარის გავლენა

ციფრულ სამყაროში რაოდენობრივი ცნება ყოველთვის მეტ-ნაკლებად ბუნდოვან გავლენას ახდენს.

ბედის ირონიით, ის, რაც შეიძლება ჩანდეს უკეთესი არჩევანი, კერძოდ, ჩაწერის უფრო მაღალი სიჩქარის გამოყენება ტრეკის წერტილებისთვის, შეიძლება იყოს კონტრპროდუქტიული.

განმარტება: FIX არის GPS-ის შესაძლებლობა, გამოთვალოს პოზიცია (გრძედი, განედი, სიმაღლე) თანამგზავრებიდან.

[Posting Across the Atlantic After Measurement Campaign] (https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/13658816.2015.1086924) აცხადებს, რომ მიღების ყველაზე ხელსაყრელ პირობებში ეს არის ცისფერი ლურჯი. ცა 🌞 და GPS განლაგებულია ჰორიზონტზე 360 ° ხედვის ველში, ** ფიქსის სიზუსტე არის 3,35 მ 95% დროის**

⚠️ კონკრეტულად, 100 ზედიზედ ფიქსის საშუალებით, თქვენი GPS გეოლოკაციას თქვენი რეალური მდებარეობიდან 0-დან 3,35 მეტრამდე შორის 95-ჯერ და 5-ჯერ გარეთ.

ვერტიკალურად, ცდომილება ჰორიზონტალურ ცდომილებაზე 1,5-ჯერ მეტია მიჩნეული, შესაბამისად, 95-დან 100 შემთხვევაში დაფიქსირებული სიმაღლე იქნება +/- 5 მ რეალური სიმაღლიდან ოპტიმალური მიღების პირობებში, რაც ხშირად რთულია ახლოს. მიწას.

გარდა ამისა, ხელმისაწვდომი სხვადასხვა პუბლიკაცია აჩვენებს, რომ მიღება მრავალი თანავარსკვლავედისგან 🛰 (GPS + GLONASS + Galileo) არ აუმჯობესებს ჰორიზონტალურ GPS სიზუსტეს.

მეორეს მხრივ, GPS მიმღებს, რომელსაც შეუძლია თანამგზავრების რამდენიმე თანავარსკვლავედის სიგნალის ინტერპრეტაცია, ექნება შემდეგი გაუმჯობესება:

1. პირველი FIX-ის ხანგრძლივობის შემცირება, რადგან რაც უფრო მეტი თანამგზავრია, მით უფრო დიდი იქნება მათი მიმღები გაშვების შემდეგ,
2. რთულ მიღების პირობებში პოზიციონირების სიზუსტის გაუმჯობესება. ასეა ქალაქში (ურბანული კანიონები), ხეობის ფსკერზე მთიან რაიონებში ან ტყეში.

შეგიძლიათ სცადოთ ეს თქვენი GPS-ით: შედეგი ნათელია და დასრულებული.

GPS ჩიპი აყენებს FIX-ს ყოველ წამში საერთოდ.

თითქმის ყველა ველოსიპედით ან გარე GPS სისტემა ამ FIX-ს საშუალებას აძლევს თვალყური ადევნოს (GPX) ჩაწერის სიჩქარეს. ან ყველა ჩაწერილია, არჩევა არის 1 დრო წამში, ან GPS იღებს 1 N-ს (მაგალითად, ყოველ 3 წამში), ან ტიუნინგი კეთდება შორიდან.

თითოეული FIX არის პოზიციის განსაზღვრა (გრძედი, განედი, სიმაღლე, სიჩქარე); ორ ფიქსს შორის მანძილი მიიღება წრის რკალის გამოთვლით (მდებარეობს გლობუსის გარშემოწერილობაზე 🌎), რომელიც გადის ორ თანმიმდევრულ ფიქსზე. მთლიანი გაშვებული მანძილი არის ამ მანძილის ინტერვალების ჯამი.

ძირითადად, ყველა GPS აკეთებს ამ გამოთვლას, რათა მიიღოს გავლილი მანძილი სიმაღლის გათვალისწინების გარეშე, შემდეგ ისინი აერთიანებენ კორექტირებას სიმაღლის აღრიცხვისთვის. ანალოგიური გაანგარიშება კეთდება სიმაღლეზე.

ასე რომ: რაც მეტია FIX, მით უფრო მიჰყვება ჩანაწერი ფაქტობრივ გზას, მაგრამ მით მეტი იქნება ჰორიზონტალური და ვერტიკალური პოზიციის შეცდომის ნაწილი ინტეგრირებული.

ილუსტრაცია: მწვანეში არის რეალური გზა სწორი ხაზით მსჯელობის გასამარტივებლად, წითლად არის GPS FIX 1 ჰც სიხშირეზე პოზიციის გაურკვევლობით მატერიალიზებული თითოეული ფიქსის გარშემო: რეალური პოზიცია ყოველთვის ამ წრეშია, მაგრამ არა ცენტრში. და ლურჯში არის თარგმანი GPX-ზე, თუ ის კეთდება ყოველ 3 წამში. იასამნისფერი მიუთითებს სიმაღლის შეცდომაზე, როგორც ეს იზომება GPS-ით ([იხილეთ ეს სახელმძღვანელო მის გამოსასწორებლად] (/blog/altitude-gps-strava-inaccurate).

პოზიციის გაურკვევლობა არის 4 მ-ზე ნაკლები დროის 95% იდეალური მიღების პირობებში. პირველი შედეგი არის ის, რომ ორ თანმიმდევრულ FIX-ს შორის, თუ ოფსეტი ნაკლებია პოზიციის გაურკვევლობაზე, ამ FIX-ის მიერ დაფიქსირებული ოფსეტი შეიცავს ამ გაურკვევლობის დიდ ნაწილს: გაზომვის ხმაური.

მაგალითად, 20 კმ/სთ სიჩქარით ყოველ წამში მოძრაობთ 5,5 მეტრს; მიუხედავად იმისა, რომ ყველაფერი იდეალურადაა, თქვენს GPS-ს შეუძლია გაზომოს ოფსეტი 5,5 მ +/- Xm, X მნიშვნელობა იქნება 0-დან 4 მ-მდე (4 მ პოზიციის გაურკვევლობისთვის), ასე რომ, ის განათავსებს ამ ახალ ფიქსს პოზიციით 1,5 მ და შორის. წინადან 9,5 მ. უარეს შემთხვევაში, გავლილი მანძილის ამ ნიმუშის გამოთვლის შეცდომამ შეიძლება მიაღწიოს +/- 70%-ს, ხოლო GPS შესრულების კლასი შესანიშნავია!

თქვენ ალბათ უკვე შენიშნეთ, რომ მუდმივი სიჩქარით დაბლობზე და კარგ ამინდში, თქვენი ბილიკის წერტილები თანაბრად არ არის განლაგებული: რაც უფრო დაბალია სიჩქარე, მით უფრო განსხვავდება ისინი. 100 კმ/სთ-ზე შეცდომის ზემოქმედება მცირდება 60%-ით, ხოლო 4 კმ/სთ-ზე ფეხით მოსიარულეთა სიჩქარე 400%-ს აღწევს, საკმარისია ტურისტის GPX ტრასაზე დაკვირვება, მხოლოდ იმის დასანახად, რომ ის ყოველთვის ძალიან "რთული".

შესაბამისად:

• რაც უფრო მაღალია ჩაწერის სიჩქარე,
• და რაც უფრო დაბალია სიჩქარე,
• მით უფრო მცდარი იქნება თითოეული შესწორების მანძილი და სიმაღლე.

ყველა კორექტირების თქვენს GPX-ში ჩაწერით, ერთ საათში ან 3600 ჩანაწერში თქვენ დააგროვეთ 3600-ჯერ მეტი ჰორიზონტალური და ვერტიკალური GPS შეცდომა, მაგალითად, სიხშირის 3-ჯერ შემცირებით. იყოს 1200-ჯერ მეტი.

👉 კიდევ ერთი მომენტი: ვერტიკალური GPS სიზუსტე არ არის მაღალი, ჩაწერის ძალიან მაღალი სიხშირე გაზრდის ამ ხარვეზს 😬.

სიჩქარის მატებასთან ერთად, თანდათანობით გავლილი მანძილი ორ თანმიმდევრულ FIX-ს შორის ხდება დომინანტი პოზიციის გაურკვევლობასთან მიმართებაში. თქვენს ტრასაზე დაფიქსირებულ ყველა თანმიმდევრულ FIX-ებს ​​შორის კუმულატიურ მანძილებსა და სიმაღლეებზე, ანუ ამ კურსის მთლიან მანძილსა და ვერტიკალურ პროფილზე, სულ უფრო და უფრო ნაკლებად იმოქმედებს მდებარეობის გაურკვევლობა.

როგორ შეიძლება ამ არასასურველი ეფექტების წინააღმდეგ ბრძოლა?

დავიწყოთ მობილურობის სიჩქარის კლასების განსაზღვრით:

1. 🚶🚶‍♀ჯგუფური ლაშქრობები, საშუალო სიჩქარე დაბალია, დაახლოებით 3-4 კმ/სთ ან 1 მ/წმ.
2. 🚶 სპორტული მოგზაურობის რეჟიმში, საშუალო სიჩქარის კლასი 5-დან 7 კმ/სთ-მდეა, ანუ დაახლოებით 2 მ/წმ.
3. 🏃 ბილიკის ან სირბილის რეჟიმებში, ნორმალური სიჩქარის კლასი არის 7-დან 15 კმ/სთ-მდე, ანუ დაახლოებით 3 მ/წმ.
4. 🚵 მთის ველოსიპედით ჩვენ შეგვიძლია ავიღოთ საშუალო სიჩქარე 12-დან 20 კმ/სთ-მდე, ანუ დაახლოებით 4 მ/წმ.
5. 🚲 გზაზე მოძრაობისას სიჩქარე უფრო მაღალია 5-დან 12 მ/წმ-მდე.

რომ ლაშქრობა ამიტომ აუცილებელია ჩანაწერის მინიჭება 10-დან 15 მ-მდე, GPS-ის უზუსტობის შეცდომა მხედველობაში მიიღება მხოლოდ საათში 300-ჯერ (დაახლოებით) 3600-ის ნაცვლად და პოზიციის შეცდომის ეფექტი, რომელიც იზრდება მაქსიმუმ 4 მ 1 მ-ზე მაქსიმუმ 4 მ 15 მ-ზე, შემცირდება 16-ჯერ. ბილიკი გაცილებით გლუვი და სუფთა იქნება და გაზომვის ხმაური გათვალისწინებულია. გაყოფილი 200 კოეფიციენტზე! ყოველ 10-15 მ-ზე წვერი არ წაშლის თასმებში ქინძისთავების აღდგენას, უბრალოდ იქნება ოდნავ უფრო სეგმენტირებული და ნაკლებად ხმაურიანი.

რომ ბილიკები 11 კმ/სთ საშუალო სიჩქარის დაშვებით, დროის საფეხურით ჩაწერა, რომელიც იცვლება 1 წამიდან 1-მდე ყოველ 5 წამში, ამცირებს ჩანაწერების რაოდენობას 3600-დან 720 საათში, ხოლო მაქსიმალური (შესაძლო) შეცდომა არის 4 მ ყოველ 3-ში. მ. ხდება 4 მ ყოველ 15 მ (ანუ 130%-დან 25%-მდე!). შეცდომის აღრიცხვა ჩაწერილი კვალის მიხედვით მცირდება დაახლოებით 25-ჯერ. ერთადერთი ნაკლი ის არის, რომ მძიმე გამრუდების რისკის მქონე ბილიკები ოდნავ სეგმენტირებულია. « რისკი "**, რადგან მიუხედავად იმისა, რომ ეს არის ბილიკი, სიჩქარე მოსახვევებზე აუცილებლად დაეცემა და, შესაბამისად, ორი ზედიზედ FIX მიუახლოვდება, რაც შეასუსტებს სეგმენტაციის ეფექტს.

სამთო ველოსიპედი არის დაბალ სიჩქარეზე (<20 კმ/სთ) და საშუალო სიჩქარეს (> 20 კმ/სთ), ნელი პროფილის ბილიკების შემთხვევაში ძალიან (<15 კმ/სთ) ნელამდე - სიხშირე არის 5 ს. კარგი კომპრომისია (მათ შორის Trail), თუ XC ტიპის პროფილია (>15 კმ/სთ), 3s-ის შენარჩუნება კარგი კომპრომისად გამოიყურება. უფრო მაღალი სიჩქარის (DH) გამოყენების პროფილისთვის აირჩიეთ ერთი ან ორი წამი ჩაწერის სიჩქარედ.

15 კმ/სთ სიჩქარისთვის, ტრეკის ჩაწერის სიხშირის არჩევა 1-დან 3 წმ-მდე ამცირებს GPS შეცდომის აღრიცხვას დაახლოებით 10-ჯერ. ვინაიდან, პრინციპში, შემობრუნების რადიუსი დაკავშირებულია სიჩქარესთან, ვიწრო თმის სამაგრებში ან მოხვევებში ტრაექტორიის ზუსტი აღდგენა არ იქნება კომპრომეტირებული.

დასკვნა

GPS-ის უახლესი ვერსიები, რომლებიც ხელმისაწვდომია გარე აქტივობებისთვის და ველოსიპედისთვის, უზრუნველყოფს მდებარეობის სიზუსტეს, რომელიც ჩანს სტატიის დასაწყისში მოყვანილ კვლევაში.

ჩაწერის სიჩქარის ოპტიმიზაციისას თქვენი მართვის საშუალო სიჩქარეზე, თქვენ მნიშვნელოვნად შეამცირებთ თქვენი GPX ტრასის მანძილსა და სიმაღლის შეცდომას: თქვენი ტრასა უფრო გლუვი იქნება და კარგად გამართავს ტრასებზე.

დემონსტრაცია ეფუძნება მიღების იდეალურ პირობებს, როდესაც ეს მიღების პირობები უარესდება 🌧 (ღრუბლები, ტილო, ხეობა, ქალაქი). პოზიციის გაურკვევლობა სწრაფად იზრდება და FIX ჩაწერის მაღალი სიჩქარის არასასურველი ეფექტები დაბალი სიჩქარით გაძლიერდება.

ზემოთ მოცემულ სურათზე ნაჩვენებია ბაიონეტი, რომელიც გადის ღია ველში ნიღბის გარეშე, რათა დააკვირდეს მხოლოდ FIX გადაცემის სიხშირის ეფექტს GPX ფაილში.

ეს არის 10 კმ/სთ სიჩქარით ბილიკების (სირბილის) ტრენინგის დროს დაფიქსირებული ოთხი ბილიკი, რომლებიც შემთხვევითად შეირჩა მთელი წლის განმავლობაში. სამი ჩანაწერი (კვალი) იტვირთება FIX-ის მიერ ყოველ 3 წამში და ერთი FIX ყოველ 5 წამში.

პირველი დაკვირვება: ბაიონეტის გავლისას ტრაექტორიის აღდგენა არ უარესდება, რაც უნდა გამოეჩინა. მეორე დაკვირვება: ყველა დაფიქსირებული "მცირე" გვერდითი გადახრები არის "შერჩეულ" ბილიკებზე 3 წამის შემდეგ. იგივე დაკვირვება მიიღება 1 წმ და 5 წამის სიხშირეზე დაფიქსირებული კვალის შედარებისას (სიჩქარის ამ დიაპაზონისთვის), 5 წამის მანძილზე დაშორებული FIX ტრასა (სიჩქარის ამ დიაპაზონისთვის) უფრო სუფთაა, მთლიანი მანძილი და სიმაღლე იქნება რეალურ ღირებულებასთან უფრო ახლოს.

ამიტომ, მთის ველოსიპედზე, GPS პოზიციის ჩაწერის სიჩქარე დაყენდება 2 წმ-მდე (DH) და 5 წმ-მდე (გასეირნება).

📸 ASO / Aurélien VIALATTE – Cristian Casal / TWS