Għaliex l-altitudni tal-GPS jew STRAVA tiegħek mhix preċiża?

Tqum mistoqsija jew mistoqsija rikorrenti dwar il-preċiżjoni tal-altitudni u d-differenzi fl-altitudni tal-GPS.

Filwaqt li jista 'jidher trivjali, li tikseb għoli preċiż huwa ta' sfida, fil-pjan orizzontali tista 'faċilment tpoġġi kejl ta' tejp, ħabel, katina ġeodesika, jew takkumula ċ-ċirkonferenza ta 'rota biex tkejjel id-distanza. min-naħa l-oħra, huwa aktar diffiċli li l-meter 📐 jitqiegħed fil-pjan vertikali.

L-għoli tal-GPS huma bbażati fuq rappreżentazzjoni matematika tal-forma tad-dinja, filwaqt li l-għoli fuq mappa topografika huma bbażati fuq sistema ta’ koordinati vertikali assoċjata mad-dinja.

Għalhekk, dawn huma żewġ sistemi differenti li għandhom jikkoinċidu f'punt wieħed.

L-altitudni u l-waqgħa vertikali huma parametri li l-biċċa l-kbira taċ-ċiklisti, ċiklisti tal-muntanji, mixjiet, u climbers ikunu jridu jikkonsultaw magħhom wara rikba.

Istruzzjonijiet biex jinkiseb profil vertikali u differenza ta 'elevazzjoni korretta huma dokumentati relattivament tajjeb fil-manwali tal-GPS ta' barra (bħal gwidi tal-firxa tal-GPSMap Garmin), paradossalment, din l-informazzjoni hija kważi assenti jew kriptika fil-gwidi tal-utent tal-GPS maħsuba. għaċ-ċiklisti (per eżempju, gwidi għall-firxa GPS Garmin Edge).

Is-Servizz ta' Wara l-Bejgħ ta' Garmin jagħti l-pariri ta' għajnuna kollha, bħall-TwoNav. Għal manifatturi oħra ta' GPS jew apps (ħlief Strava) dan huwa vojt kbir 🕳.

Kif tkejjel l-għoli?

Diversi tekniki:

• L-applikazzjoni tal-famuż teorema ta’ Thales fil-prattika,
• Diversi tekniki ta' trijangulazzjoni,
• Bl-użu ta 'altimetru,
• Radar, Deal,
• Kejl tas-satellita.

Altimetru barometriku

Kien meħtieġ li jiġi ddeterminat l-istandard: l-altimetru jittraduċi l-pressjoni atmosferika ta 'post f'altitudni. Altitudni ta' 0 m tikkorrispondi għal pressjoni ta' 1013,25 mbar fil-livell tal-baħar f'temperatura ta' 15 ° Celsius.

Fil-prattika, dawn iż-żewġ kundizzjonijiet rarament jintlaħqu fil-livell tal-baħar, pereżempju, meta tikteb dan l-artikolu, il-pressjoni fuq il-kosta tan-Normandija kienet 1035 mbar u t-temperatura hija qrib is-6 °, li jista 'jwassal għal żball f'altitudni ta' madwar 500 m.

L-altimetru barometriku jagħti altitudni preċiża wara l-aġġustament mill-ġdid jekk il-kundizzjonijiet tal-pressjoni / temperatura jistabbilizzaw.

L-aġġustament huwa li jiżgura l-altitudni eżatta tal-post, u mbagħad l-altimetru jaġġusta dik l-altitudni bi tweġiba għal bidliet fil-pressjoni atmosferika u fit-temperatura.

Tnaqqis fit-temperatura 🌡 idejjaq il-kurvi tal-pressjoni u l-altitudni tiżdied, u viċi versa jekk it-temperatura tiżdied.

Il-valur tal-altitudni murija se jkun sensittiv għal bidliet fit-temperatura ambjentali, l-utent tal-altimetru, li qed iżomm jew liebes fuq il-polz, għandu jkun konxju tal-effett tal-bidliet fit-temperatura lokali fuq il-valur muri (per eżempju: għassa). magħluqa / miftuħa bil-kmiem, riħ relattiv minħabba movimenti veloċi jew bil-mod, l-influwenza tat-temperatura tal-ġisem, eċċ.).

Biex tissimplifika l-massa tal-arja stabbli, huma l-kundizzjonijiet tat-temp stabbli 🌥.

Meta jintuża b'mod korrett, l-altimetru barometriku huwa strument ta' referenza affidabbli għal varjetà ta' applikazzjonijiet bħall-ajrunawtika, il-mixi, il-muntanji...

L'altitudni GPS

Il-GPS jiddetermina l-għoli ta 'post fir-rigward tal-isfera ideali li tissimula d-Dinja: "Ellipsoid". Peress li d-Dinja hija imperfetta, dan l-għoli għandu jiġi ttrasformat biex tikseb l-għoli "ġeoid" 🌍.

Osservatur li jaqra l-elevazzjoni ta 'markatur tal-istħarriġ bl-użu tal-GPS jista' jara devjazzjoni ta 'diversi għexieren ta' metri, għalkemm il-GPS tiegħu qed jaħdem b'mod korrett taħt kundizzjonijiet ideali ta 'riċeviment. Forsi r-riċevitur tal-GPS huwa ħażin?

Din id-differenza hija spjegata mill-eżattezza tal-immudellar tal-ellipsoid u, b'mod partikolari, il-mudell ġeoid, li huwa kumpless minħabba l-fatt li l-wiċċ tad-Dinja mhuwiex sfera ideali, fih anomaliji, jgħaddi minn modifiki umani u qed jinbidel kontinwament. (Telluric u Umani).

Dawn l-ineżattezzi se jiġu kkombinati ma 'żbalji ta' kejl inerenti fil-GPS, u huma l-kawża ta 'ineżattezzi u varjazzjonijiet kostanti fl-altitudni rrappurtati mill-GPS.

Ġeometriji tas-satellita li jiffavorixxu preċiżjoni orizzontali tajba, jiġifieri, il-pożizzjoni baxxa tas-satelliti fuq l-orizzont, jipprevjenu akkwist preċiż tal-altitudni. L-ordni tal-kobor tal-preċiżjoni vertikali hija 1,5 darbiet il-preċiżjoni orizzontali.

Ħafna mill-manifatturi taċ-chipset tal-GPS jintegraw il-mudell matematiku fis-softwer tagħhom. li joqrob lejn il-mudell ġeodetiku tad-dinja u jipprovdi l-għoli speċifikat f'dan il-mudell.

Dan ifisser li jekk tkun qed timxi fuq il-baħar, mhux tas-soltu li tara altitudni negattiva jew pożittiva, minħabba li l-mudell ġeodetiku tad-dinja huwa imperfett, u ma 'dan in-nuqqas għandu jiżdied l-iżball inerenti fil-GPS. Il-kombinazzjoni ta’ dawn l-iżbalji tista’ tikkawża devjazzjoni fl-elevazzjoni ta’ aktar minn 50 metru f’ċerti postijiet 😐.

Il-mudelli ġeojdi ġew irfinuti, b'mod partikolari, l-altimetrija miksuba bħala riżultat tal-pożizzjonament GNNS se tibqa 'mhux preċiża għal diversi snin.

Mudell Diġitali tat-Teren “DTM”

DTM huwa fajl diġitali magħmul minn grilji, kull grid (wiċċ elementari kwadru) jipprovdi valur għoli għall-wiċċ ta 'dik il-gradilja. Idea tad-daqs attwali tal-grilja tal-mudell ta 'elevazzjoni dinjija hija 30 m x 90 m. Billi tkun taf il-pożizzjoni ta' punt fuq il-wiċċ tad-dinja (lonġitudni, latitudni), huwa faċli li tikseb l-għoli tal-post billi taqra. il-fajl DTM (jew DTM, Digital Terrain Model bl-Ingliż).

L-iżvantaġġ ewlieni ta 'DEM huwa l-affidabbiltà tiegħu (anomalji, toqob) u l-eżattezza tal-fajl; Eżempji:

• L-ASTER DEM huwa disponibbli bi pass (grilja jew pixel) ta '30 m, preċiżjoni orizzontali ta' 30 m u altimetru ta '20 m.
• L-MNT SRTM huwa disponibbli għal spazjar ta '90 m (grilja jew pixel), madwar 16 m altimetru u preċiżjoni planimetrika ta' 60 m.
• Il-mudell Sonny DEM (Ewropa) huwa disponibbli f'inkrementi ta' 1°x1°, jiġifieri b'daqs taċ-ċellula ta' l-ordni ta' 25 x 30 m skont il-latitudni. Il-bejjiegħ ikkompila l-aktar sorsi ta 'dejta preċiżi, dan id-DEM huwa relattivament preċiż u jista' jintuża "faċilment" għal TwoNav u Garmin GPS permezz tal-immappjar OpenmtbMap b'xejn.
• IGN DEM 5m x 5m huwa disponibbli mingħajr ħlas (minn Jannar 2021) f'passi ta' 1m x 1m jew 5m x 5m b'riżoluzzjoni vertikali ta' 1m. L-aċċess għal dan id-DEM huwa spjegat f'din il-gwida.

Tħawwadx ir-riżoluzzjoni (jew l-eżattezza tad-dejta fil-fajl) mal-eżattezza attwali ta 'dik id-dejta. Qari (kejl) jista 'jinkiseb minn strumenti li ma jippermettux l-osservazzjoni tal-wiċċ tad-dinja bi preċiżjoni ta' metru.

IGN DEM, disponibbli b'xejn 🙏 minn Jannar 2021, huwa patchwork ta' qari (kejl) miksub b'diversi strumenti. Żoni skennjati għal riċerka riċenti (eż. riskju ta' għargħar) ġew skennjati b'riżoluzzjoni ta' 1 m, band'oħra l-eżattezza tista' tkun 'il bogħod ħafna minn dan il-valur. Madankollu, id-dejta fil-fajl ġiet interpolata biex timla l-oqsma f'żidiet ta' 5x5m jew 1x1m. IGN nediet kampanja ta' votazzjoni b'riżoluzzjoni għolja bil-għan li tkopri għal kollox Franza sal-2026, u dakinhar IGN DEM se tkun preċiża u ħielsa f'intervalli ta' 1x1x1m. ...

Id-DEM juri l-elevazzjoni tal-art: l-għoli tal-infrastruttura (bini, pontijiet, sisien tal-ħaxix, eċċ.) ma jitqiesx. Fil-foresta, dan huwa l-għoli tad-dinja fil-qiegħ tas-siġar, il-wiċċ tal-ilma huwa l-wiċċ tal-kosta għall-ġibjuni kollha akbar minn ettaru wieħed.

Il-punti kollha f'ċellola għandhom l-istess għoli, għalhekk fit-tarf tal-irdum, minħabba l-inċertezza tal-post tal-fajl, miġbura bl-inċertezza tal-post, l-għoli estratt jista 'jkun l-istess bħaċ-ċellula ġirien.

L-eżattezza tal-pożizzjonament tal-GPS taħt kundizzjonijiet ta 'akkoljenza ideali hija fl-ordni ta' 4,5 m f'90%. Din il-prestazzjoni tidher bl-aktar riċevituri tal-GPS riċenti (GPS + Glonass + Galileo). Għalhekk, l-eżattezza hija 90 darba minn 100 bejn 0 u 5 m (sema ċar, esklużi maskri, esklużi canyons, eċċ.) tal-post reali. l-użu ta' DEM b'ċellula 1 x 1 m huwa kontroproduttiv.għax iċ-ċansijiet li tkun fuq il-grid korretta se jkunu rari. Din l-għażla tegħleb lill-proċessur mingħajr ebda valur miżjud reali!

Biex tikseb DEM li jista' jintuża fi:

• TwoNav GPS: CDEM на 5 m (RGEALTI).

• Garmin GPS: Sonny Database

  Tgħallem kif toħloq id-DEM tiegħek għal TwoNav GPS. Il-kurvi tal-livell jistgħu jiġu estratti bl-użu tas-softwer Qgis.

Iddetermina l-altitudni billi tuża l-GPS

Soluzzjoni waħda tista' tkun li tgħabbi l-fajl DEM fin-navigatur tal-GPS tiegħek, iżda l-altitudni tkun affidabbli biss jekk il-grilji jitnaqqsu fid-daqs u jekk il-fajl ikun preċiż biżżejjed (orizzontalment u vertikalment).

Biex tieħu idea tajba tal-kwalità tad-DEM, huwa biżżejjed li wieħed iħares, pereżempju, l-eżenzjoni ta 'lag jew tinbena mogħdija li taqsam il-lag u tosserva l-elevazzjonijiet f'sezzjoni 2D.

Immaġni: Softwer LAND, dehra tal-Lag Gerardmer f'ingrandiment 3D x XNUMX b'DEM korrett. Il-projezzjoni tal-malji fuq l-eżenzjoni turi l-limitu attwali tad-DEM.

Immaġni: Programm ART, ħarsa tal-lag Gérardmer "BOG" f'2D bid-DTM korrett.

L-apparati GPS moderni kollha ta '"kwalità tajba" għandhom boxxla u sensur barometriku diġitali, għalhekk altimetru barometriku; L-użu ta 'dan is-sensor jippermettilek li tikseb altitudni preċiża sakemm issettja l-altitudni f'punt magħruf (rakkomandazzjoni ta' Garmin).

L-impreċiżjoni tal-altitudni pprovduta mill-GPS mill-miġja tal-GPS wasslet għall-iżvilupp ta 'algoritmi ta' ibridizzazzjoni għall-ajrunawtika li jużaw altitudni tal-barometru u altitudni tal-GPS biex jipprovdu pożizzjoni ġeografika preċiża. għoli. Hija soluzzjoni ta 'altitudni affidabbli u l-għażla preferuta tal-manifatturi tal-GPS, ottimizzata għall-prattika ta' barra TwoNav. u Garmin.

F'Garmin, l-offerta tal-GPS hija introdotta skont il-profil tal-utent (barra, ċikliżmu, ċikliżmu tal-muntanji, eċċ.), Għalhekk huwa importanti li tirreferi għall-manwali tal-utent u s-servizz ta 'wara l-bejgħ.

L-aħjar soluzzjoni hija li tissettja l-GPS tiegħek għall-għażla:

• Altitudni = Barometru + GPS, jekk il-GPS jippermetti,
• Altitudni = Barometru + DTM (MNT) jekk il-GPS jippermetti.

Fil-każijiet kollha, għal GPS mgħammar b'barometru, issettja manwalment il-barometru għall-altitudni minima tiegħu fil-punt tat-tluq. Fil-muntanji ⛰ fuq ġirjiet twal, l-issettjar jeħtieġ li jsir mill-ġdid, speċjalment fil-każ ta 'varjazzjonijiet fit-temperatura u fit-temp.

Xi apparati taċ-ċikliżmu ottimizzati bil-GPS ta' Garmin awtomatikament reset l-altitudni barometrika f'waypoints ta' altitudni magħrufa, li hija soluzzjoni speċjalment intelliġenti għaċ-ċikliżmu fil-muntanji. Madankollu, l-utent għandu jinforma, pereżempju, qabel ma jħalli l-għoli tal-passaġġi u l-qiegħ tal-wied; fit-triq lura, id-differenza fl-għoli tkun preċiża 👍.

Fil-modalità Barometer + (GPS jew DTM), il-manifattur jinkludi algoritmu ta' aġġustament awtomatiku tal-barometru bbażat fuq il-prinċipju li t-tlugħ li jidher mill-barometru, GPS jew DEM għandu jkun konsistenti: dan il-prinċipju joffri flessibilità kbira lill-utenti u huwa adattat tajjeb għal barra attivitajiet.

Madankollu, l-utent għandu jkun konxju tal-limitazzjonijiet:

• Il-GPS huwa bbażat fuq il-ġeoid, għalhekk jekk l-utent jiċċaqlaq minn terren artifiċjali (pereżempju, għall-miżbliet tal-gagazza), il-korrezzjonijiet jiġu mgħawġa,
• Id-DEM turi l-mogħdija fuq l-art, jekk l-utent jissellef parti sinifikanti mill-infrastruttura umana (vjadott, pont, pontijiet pedonali, mini, eċċ.), l-aġġustamenti jiġu mċaqalqa.

Għalhekk, l-aħjar proċedura biex tinkiseb żieda preċiża fl-elevazzjoni hija kif ġej:

1️⃣ Aġġusta s-sensor barometriku fil-bidu. Mingħajr dan l-issettjar, l-għoli se jiġu kkonvertiti (ċaqliq), id-differenza fil-livell tkun korretta jekk id-drift minħabba l-kundizzjonijiet tat-temp huwa żgħir (rotta qasira barra l-muntanji). Għall-utenti tal-GPS tal-familja Garmin, l-għoli "gpx" jintuża minn Garmin u Strava għall-komunità, għalhekk huwa preferibbli li jiddaħħal il-profil tal-elevazzjoni korrett fid-database.

2️⃣ Biex tnaqqas id-drift (żball fl-altitudni u l-altitudni) minħabba l-kundizzjonijiet tat-temp fuq vjaġġi twal (> siegħa) u fil-muntanji:

• Iffoka fuq l-għażla Barometru + GPS, barra żoni b'eżenzjoni artifiċjali (żoni ta' miżbla, għoljiet artifiċjali, eċċ.),
• Iffoka fuq l-għażla Barometru + DTM (MNT)jekk installajt IGN DTM (grilja 5 x 5 m) jew Sonny DTM (Franza jew l-Ewropa) barra minn rotta li tuża porzjon sinifikanti tal-infrastruttura (pontijiet pedonali, passaġġi, eċċ.).

Żvilupp ta 'differenza fl-għoli

Il-problema tal-altitudni deskritta fil-linji preċedenti ħafna drabi timmanifesta ruħha wara li tosserva li d-differenza fl-altitudni bejn iż-żewġ prattikanti hija differenti jew tvarja skont jekk tinqarax fuq il-GPS jew f’applikazzjoni bħal STRAVA (ara l-għajnuna STRAVA) pereżempju.

L-ewwelnett, għandek bżonn tixgħel il-GPS tiegħek biex tipprovdi l-aktar altitudni affidabbli.

Huwa pjuttost sempliċi li tikseb id-differenza fil-livelli billi jaqra l-mappa, ħafna drabi l-prattikant huwa limitat biex jiddetermina d-differenza bejn il-punti ta 'dimensjonijiet estremi, għalkemm, biex tkun preċiża, huwa meħtieġ li jingħaddu l-linji tal-kontorn pożittivi biex tikseb is-somma .

M'hemm l-ebda linji orizzontali fil-fajl diġitali, is-softwer tal-GPS, l-applikazzjoni tal-plottjar tal-binarji, jew is-softwer tal-analiżi huwa kkonfigurat biex "jakkumula passi jew żidiet ta 'elevazzjoni".

Ħafna drabi "l-ebda akkumulazzjoni" tista' tiġi kkonfigurata:

• f'TwoNav l-għażliet tal-issettjar huma komuni għall-GPS kollha
• f'Gamin għandek tikkonsulta l-manwal tal-utent u s-servizz ta' wara l-bejgħ (kull mudell għandu l-karatteristiċi tiegħu skont il-profil tipiku tal-utent)
• l-app OpenTraveller għandha għażla li tissuġġerixxi l-aġġustament tal-limitu tas-sensittività biex tiddetermina d-differenza fl-għoli.

Kulħadd għandu s-soluzzjoni tiegħu 💡.

Websajts jew softwer għall-analiżi onlajn tistinka biex tissostitwixxi l-għoli minn fajls "gpx" bid-dejta tal-għoli tagħhom stess.

Eżempju: STRAVA ħolqot fajl altimetriku “nattiv” maħluq bl-użu ta’ elevazzjonijiet derivati ​​minn binarji derivati ​​minn GPS magħruf minn STRAVA u huwa mgħammar b'sensor barometriku.Is-soluzzjoni adottata tassumi li l-GPS huwa magħruf għal STRAVA, għalhekk fil-mument huwa prinċipalment miksub mill-firxa GARMIN, u l-affidabilità tal-fajl tassumi li kull utent ħa ħsieb reset manwali tal-altitudni .

Fir-rigward tal-implikazzjonijiet prattiċi, il-problema tqum speċjalment waqt mixjiet fil-grupp, għaliex kull parteċipant 🚵 jista’ jinnota li d-differenza ta’ elevazzjoni tiegħu hija differenti mil-livell ta’ parteċipanti oħra, skont it-tip ta’ GPS tagħhom, jew huwa utent kurjuż li ma jifhimx. għaliex id-differenza hija l-altitudni tal-GPS, is-software ta 'analiżi jew STRAVA hija differenti.

Fid-dinja STRAVA perfettament sanitizzata, il-membri kollha tal-grupp ta 'utenti tal-GPS GARMIN għandhom fil-prinċipju jaraw l-istess altitudni fuq il-GPS tagħhom u fuq l-STRAVA tagħhom. Huwa loġiku li d-differenza tista 'tiġi spjegata biss mill-aġġustament tal-għoli, madankollu xejn ma jikkonferma li d-differenza fl-għoli ppubblikata hija korretta.

Huwa loġiku li membru ta' dan il-grupp ta' utenti li għandu GPS mhux magħruf minn STRAVA għandu jara l-istess differenza fl-altitudni fuq STRAVA bħall-assistenti tiegħu, għalkemm id-differenza fil-livell murija mill-GPS tiegħu hija differenti. Huwa jista 'jwaħħal it-tagħmir tiegħu, li madankollu jaħdem b'mod korrett.

L-eqreb valur veru tad-differenza fl-għoli xorta jinkiseb fi FRANZA jew fil-BELĠJU meta taqra l-karta IGN., l-ikkummissjonar ta 'ġeoid aktar avvanzat se jmexxi gradwalment il-punt ta' referenza lejn GNSS

GNSS: Ġeolokalizzazzjoni u Navigazzjoni bl-Użu ta' Sistema Satellita: Id-determinazzjoni tal-pożizzjoni u l-veloċità ta' punt fuq il-wiċċ jew fil-viċinanza immedjata tad-Dinja billi tipproċessa sinjali tar-radju minn diversi satelliti artifiċjali riċevuti f'dak il-punt.

Jekk għandek bżonn tiddependi fuq softwer jew applikazzjoni biex tikseb id-differenza tal-elevazzjoni, trid taġġusta dan is-software biex taġġusta l-valur tal-pass tal-akkumulazzjoni skont il-linji tal-kontorn tal-mappa IGN tal-post, jiġifieri 5 jew 10 m. Pass żgħir se jinbidel fi qatra kollha qbiż żgħar jew tranżizzjonijiet għal ħotob, u viċi versa, pass għoli wisq iħassar iż-żieda ta 'għoljiet żgħar.

Wara li tapplika dawn ir-rakkomandazzjonijiet, l-esperiment tal-awtur juri li l-valuri tal-altitudni miksuba bl-użu tal-GPS jew softwer ta 'analiżi mgħammar b'DEM affidabbli jibqgħu fil-medda "korretta", jekk wieħed jassumi li l-mappa IGN għandha wkoll l-inċertezzi tagħha stessmeta mqabbla mal-istima miksuba bil-karta IGN 1 / 25.

Min-naħa l-oħra, il-valur ippubblikat minn STRAVA ġeneralment ikun eżaġerat. Il-metodu użat minn STRAVA, ibbażat fuq il-feedback tal-utenti, teoretikament jagħmilha possibbli li titbassar konverġenza rapida għal valuri li huma qrib ħafna tal-verità, li, skont in-numru ta 'viżitaturi, għandhom diġà jseħħu f'BikePark jew okkupati ħafna. binarji!

Biex nispjega dan il-punt b'mod konkret, hawn analiżi ta' track, meħuda bl-addoċċ, fuq triq bl-għoljiet twila 20 km. L-altitudni tal-GPS "barometrika" ġiet stabbilita qabel it-tluq, tipprovdi l-altitudni "Barometrika + GPS", id-DTM huwa DTM affidabbli li ġie ddisinjat mill-ġdid biex ikun preċiż. Aħna qegħdin barra miż-żona fejn STRAVA jista 'jkollha profil ta' elevazzjoni affidabbli.

Din hija illustrazzjoni ta’ track fejn id-differenza bejn IGN u GPS hija l-akbar u d-differenza bejn IGN u STRAVA hija l-iżgħar. id-distanza bejn il-GPS u STRAVA hija 80m, u l-"IGN" vera hija bejniethom.

Għoli
Départ	Wasla	Max	min	għoli	Devjazzjoni / IGN
GPS (Barrier + GPS)	122	124	150	98	198	-30
Aġġustament tal-għoli fuq DTM	122	122	150	98	198	-30
IKEL	280	51 +
Karti IGN	122	122	148	99	228,5	0