Nima uchun GPS yoki STRAVA balandligingiz noto'g'ri?

Balandlik aniqligi va GPS balandlik farqlari bilan bog'liq takrorlanuvchi savol yoki savol tug'iladi.

Bu ahamiyatsiz bo'lib tuyulishi mumkin bo'lsa-da, aniq balandlikka erishish qiyin, gorizontal tekislikda siz osongina lenta o'lchovini, arqonni, geodezik zanjirni joylashtirishingiz yoki masofani o'lchash uchun g'ildirakning atrofini to'plashingiz mumkin. boshqa tomondan, hisoblagichni 📐 vertikal tekislikda joylashtirish qiyinroq.

GPS balandliklari yer shaklining matematik tasviriga asoslanadi, topografik xaritadagi balandliklar esa globus bilan bog'liq vertikal koordinatalar tizimiga asoslanadi.

Shuning uchun, bu bir nuqtada mos kelishi kerak bo'lgan ikki xil tizimdir.

Balandlik va vertikal pasayish ko'pchilik velosipedchilar, tog 'velosipedchilari, sayyohlar va alpinistlar safardan keyin maslahatlashmoqchi bo'lgan parametrlardir.

Vertikal profilni va to'g'ri balandlik farqini olish bo'yicha ko'rsatmalar tashqi GPS qo'llanmalarida (masalan, Garmin GPSMap diapazoni qo'llanmalarida) nisbatan yaxshi hujjatlashtirilgan, paradoksal ravishda, bu ma'lumotlar mo'ljallangan GPS foydalanuvchi qo'llanmalarida deyarli yo'q yoki sirli. velosipedchilar uchun (masalan, Garmin Edge GPS diapazoni uchun qo'llanmalar).

Garmin sotuvdan keyingi xizmati xuddi TwoNav kabi barcha foydali maslahatlarni tarqatmoqda. Boshqa GPS ishlab chiqaruvchilari yoki ilovalari uchun (Stravadan tashqari) bu katta bo'shliq 🕳.

Balandlikni qanday o'lchash mumkin?

Bir nechta texnikalar:

• Mashhur Thales teoremasini amaliyotda qo'llash,
• Har xil triangulyatsiya texnikasi,
• Altimetr yordamida,
• Radar, kelishuv,
• Sun'iy yo'ldosh o'lchovlari.

Barometrik altimetr

Standartni aniqlash kerak edi: altimetr joyning atmosfera bosimini balandlikka aylantiradi. 0 m balandlikda dengiz sathida 1013,25 ° Tselsiy bo'yicha 15 mbar bosimga to'g'ri keladi.

Amalda, dengiz sathida bu ikki shart kamdan-kam uchraydi, masalan, ushbu maqolani yozishda Normandiya qirg'og'idagi bosim 1035 mbar, harorat esa 6 ° ga yaqin, bu esa balandlikda xatolikka olib kelishi mumkin. taxminan 500 m.

Barometrik altimetr, agar bosim / harorat sharoitlari barqarorlashsa, qayta sozlangandan keyin aniq balandlikni beradi.

Sozlash - bu joy uchun aniq balandlikni saqlash, keyin esa altimetr atmosfera bosimi va harorat o'zgarishiga javoban bu balandlikni moslashtiradi.

Haroratning pasayishi 🌡 bosim egri chizig'ini toraytiradi va balandlik oshadi, agar harorat ko'tarilsa, aksincha.

Ko'rsatilgan balandlik qiymati atrof-muhit haroratining o'zgarishiga sezgir bo'ladi, uni bilagida ushlab turgan yoki kiygan altimetr foydalanuvchisi mahalliy harorat o'zgarishining ko'rsatilgan qiymatga ta'sirini bilishi kerak (masalan: soat yopiq / yeng bilan ochiq, tez yoki sekin harakatlar tufayli nisbiy shamol, tana haroratining ta'siri va boshqalar).

Barqaror havo massasini soddalashtirish uchun bu barqaror ob-havo 🌥.

To'g'ri foydalanilganda, barometrik altimetr aeronavtika, piyoda yurish, alpinizm kabi turli xil ilovalar uchun ishonchli mos yozuvlar asbobidir ...

GPS balandligi

GPS joyning balandligini Yerni taqlid qiluvchi ideal sferaga nisbatan aniqlaydi: "Elipsoid". Yer nomukammal bo'lganligi sababli, bu balandlikni "geoid" balandligini olish uchun o'zgartirish kerak 🌍.

GPS yordamida tadqiqot markerining balandligini o'qigan kuzatuvchi bir necha o'nlab metrli og'ishlarni ko'rishi mumkin, garchi uning GPS ideal qabul qilish sharoitida to'g'ri ishlayotgan bo'lsa ham. Ehtimol, GPS qabul qiluvchisi noto'g'ri?

Bu farq ellipsoidni va xususan, Yer yuzasi ideal sfera bo'lmaganligi, anomaliyalarni o'z ichiga olganligi, insoniy modifikatsiyalarga duchor bo'lishi va doimo o'zgarib turadiganligi sababli murakkab bo'lgan geoid modelini modellashtirishning aniqligi bilan izohlanadi. (Tellurik va inson).

Ushbu noaniqliklar GPS-ga xos bo'lgan o'lchash xatolari bilan birlashtiriladi va GPS tomonidan bildirilgan balandlikdagi noaniqliklar va doimiy o'zgarishlarning sababi hisoblanadi.

Yaxshi gorizontal aniqlikni ta'minlaydigan sun'iy yo'ldosh geometriyalari, ya'ni sun'iy yo'ldoshlarning ufqdagi past joylashuvi aniq balandlikni olishning oldini oladi. Vertikal aniqlikning kattaligi tartibi gorizontal aniqlikdan 1,5 barobar ko'p.

Ko'pgina GPS chipset ishlab chiqaruvchilari matematik modelni o'zlarining dasturiy ta'minotiga integratsiyalashgan. yerning geodezik modeliga yaqinlashadi va ushbu modelda ko'rsatilgan balandlikni ta'minlaydi.

Bu shuni anglatadiki, agar siz dengizda sayr qilsangiz, salbiy yoki ijobiy balandlikni ko'rish odatiy hol emas, chunki erning geodezik modeli nomukammal va bu kamchilikka GPS-ga xos xatolikni qo'shish kerak. Ushbu xatolarning kombinatsiyasi ma'lum joylarda 50 metrdan ortiq balandlikning og'ishiga olib kelishi mumkin 😐.

Geoid modellar takomillashtirildi, xususan, GNNS joylashuvi natijasida olingan altimetre bir necha yil davomida noto'g'ri bo'lib qoladi.

Raqamli er modeli "DTM"

DTM - bu to'rlardan tashkil topgan raqamli fayl bo'lib, har bir panjara (kvadrat elementar sirt) ushbu panjara yuzasi uchun balandlik qiymatini beradi. Jahon balandligi modelining hozirgi panjara o'lchami haqidagi g'oya 30 m x 90 m ni tashkil qiladi.Yer yuzasidagi nuqta o'rnini (uzunlik, kenglik) bilgan holda, o'qish orqali joyning balandligini aniqlash oson. DTM fayli (yoki DTM, ingliz tilidagi Digital Terrain Model).

DEM ning asosiy kamchiligi uning ishonchliligi (anomaliyalar, teshiklar) va faylning aniqligi; Misollar:

• ASTER DEM 30 m qadam (to‘r yoki piksel), gorizontal aniqligi 30 m va altimetri 20 m bilan mavjud.
• MNT SRTM 90 m oraliqda (tor yoki piksel), taxminan 16 m balandlik o'lchagich va 60 m planimetrik aniqlikda mavjud.
• Sonny DEM modeli (Yevropa) 1°x1° o'lchamlarda, ya'ni kenglikka qarab 25 x 30 m o'lchamdagi hujayra o'lchamida mavjud. Sotuvchi eng aniq ma'lumotlar manbalarini to'plagan, bu DEM nisbatan aniq va OpenmtbMap bepul xaritalash orqali TwoNav va Garmin GPS uchun "oson" ishlatilishi mumkin.
• IGN DEM 5m x 5m bepul (2021-yil yanvar oyidan boshlab) 1m x 1m yoki 5m x 5m oʻlchamdagi zinapoyalarda 1m vertikal oʻlchamlari bilan mavjud. Ushbu DEMga kirish ushbu qoʻllanmada tushuntirilgan.

Ruxsatni (yoki fayldagi ma'lumotlarning aniqligini) ushbu ma'lumotlarning haqiqiy aniqligi bilan aralashtirib yubormang. Ko'rsatkichlar (o'lchovlar) er sharining sirtini eng yaqin metrgacha kuzatishga imkon bermaydigan asboblardan olinishi mumkin.

IGN DEM, 2021-yil yanvar oyidan boshlab bepul 🙏, bu turli xil asboblar yordamida olingan o'qishlar (o'lchovlar) ning yamoq qismidir. Yaqinda o'tkazilgan tadqiqotlar uchun skanerlangan hududlar (masalan, suv toshqini xavfi) 1 m ruxsatda skanerdan o'tkazildi, boshqa joylarda aniqlik bu qiymatdan juda uzoq bo'lishi mumkin. Biroq, faylda maʼlumotlar maydonlarni 5x5m yoki 1x1m qadam bilan toʻldirish uchun interpolyatsiya qilingan.IGN 2026-yilgacha Fransiyani toʻliq qamrab olish maqsadida yuqori aniqlikdagi soʻrov kampaniyasini boshladi va oʻsha kuni IGN DEM aniq boʻladi. va 1x1x1m oraliqda bepul. ...

DEM erning balandligini ko'rsatadi: infratuzilmaning balandligi (binolar, ko'priklar, to'siqlar va boshqalar) hisobga olinmaydi. O'rmonda bu daraxtlarning etagidagi erning balandligi, suv yuzasi bir gektardan kattaroq barcha suv havzalari uchun qirg'oq yuzasi.

Hujayradagi barcha nuqtalar bir xil balandlikka ega, shuning uchun jarlikning chetida, fayl joylashuvining noaniqligi tufayli, joylashuvning noaniqligi bilan jamlangan holda, chiqarilgan balandlik qo'shni katak bilan bir xil bo'lishi mumkin.

Ideal qabul qilish sharoitida GPS joylashishni aniqlash aniqligi 4,5% da 90 m. Bu ishlash eng yangi GPS qabul qiluvchilarida (GPS + Glonass + Galileo) ko'rinadi. Shuning uchun aniqlik 90 dan 100 m gacha bo'lgan 0 dan 5 marta (musaffo osmon, niqoblardan tashqari, kanyonlardan tashqari va hokazo) haqiqiy joylashuvni tashkil etadi. 1 x 1 m xujayra bilan DEM dan foydalanish samarasizdir.chunki to'g'ri gridda bo'lish imkoniyati kamdan-kam bo'ladi. Ushbu tanlov protsessorni haqiqiy qo'shimcha qiymatsiz bosib oladi!

Quyidagilarda ishlatilishi mumkin bo'lgan DEMni olish uchun:

• TwoNav GPS: CDEM na 5 m (RGEALTI).

• Garmin GPS: Sonny ma'lumotlar bazasi

  TwoNav GPS uchun o'z DEM-ni qanday yaratishni bilib oling. Darajali egri chiziqlar Qgis dasturi yordamida chiqarilishi mumkin.

GPS yordamida balandlikni aniqlang

Yechimlardan biri DEM faylini GPS-navigatoringizga yuklash bo'lishi mumkin, ammo balandlik faqat katakchalar hajmi kichraytirilganda va fayl etarlicha aniq bo'lsa (gorizontal va vertikal) ishonchli bo'ladi.

DEM sifati haqida yaxshi tasavvurga ega bo'lish uchun, masalan, ko'l relefini tasavvur qilish yoki ko'lni kesib o'tadigan yo'lni qurish va 2D qismida balandliklarni kuzatish kifoya.

Rasm: LAND dasturiy ta'minoti, to'g'ri DEM bilan 3D kattalashtirish x XNUMX da Gerardmer ko'li ko'rinishi. Meshlarning er yuzasiga proyeksiyasi joriy DEM chegarasini ko'rsatadi.

Rasm: LAND dasturi, to'g'ri DTM bilan 2D formatda Gerardmer ko'li "BOG" ko'rinishi.

Barcha zamonaviy "yaxshi sifatli" GPS qurilmalari kompas va raqamli barometrik sensorga ega, shuning uchun barometrik altimetr; Ushbu sensordan foydalanish, agar siz ma'lum nuqtada balandlikni o'rnatsangiz, aniq balandlikni olish imkonini beradi (Garmin tavsiyasi).

GPS paydo bo'lganidan beri GPS tomonidan taqdim etilgan balandlikning noaniqligi aniq geografik joylashuvni ta'minlash uchun barometr balandligi va GPS balandligidan foydalanadigan aeronavtika uchun gibridizatsiya algoritmlarini ishlab chiqishga turtki bo'ldi. balandligi. Bu ochiq havoda TwoNav amaliyoti uchun optimallashtirilgan ishonchli balandlik yechimi va GPS ishlab chiqaruvchilarining afzal ko'rgan tanlovidir. va Garmin.

Garmin-da GPS taklifi foydalanuvchi profiliga (tashqarida, velosipedda, tog 'velosipedida va hokazo) ko'ra taqdim etiladi, shuning uchun foydalanuvchi qo'llanmalariga va sotuvdan keyingi xizmatga murojaat qilish muhimdir.

Optimal yechim GPS-ni quyidagi variantga o'rnatishdir:

• Balandlik = Barometr + GPS, agar GPS ruxsat bersa,
• Agar GPS ruxsat etsa, balandlik = Barometr + DTM (MNT).

Barcha holatlarda, barometr bilan jihozlangan GPS uchun, barometrni boshlang'ich nuqtasida minimal balandlikka qo'lda o'rnating. Tog'larda ⛰ uzoq yugurishlarda, ayniqsa harorat va ob-havoning o'zgarishi holatlarida sozlashni qayta o'zgartirish kerak bo'ladi.

Garmin GPS-optimallashtirilgan ba'zi velosiped qurilmalari ma'lum balandlikdagi yo'nalish nuqtalarida barometrik balandlikni avtomatik ravishda tiklaydi, bu tog 'velosipedi uchun ayniqsa oqilona echimdir. Biroq, foydalanuvchi, masalan, dovonlarning balandligi va vodiyning pastki qismini tark etishdan oldin xabardor qilishi kerak; qaytishda balandlik farqi aniq bo'ladi 👍.

Barometr + (GPS yoki DTM) rejimida ishlab chiqaruvchi barometr, GPS yoki DEM tomonidan ko'rinadigan ko'tarilish izchil bo'lishi kerakligi printsipiga asoslangan avtomatik barometrni sozlash algoritmini o'z ichiga oladi: bu printsip foydalanuvchiga katta moslashuvchanlikni taqdim etadi va juda mos keladi. ochiq havoda faoliyat.

Biroq, foydalanuvchi cheklovlarni bilishi kerak:

• GPS geoidga asoslanadi, shuning uchun agar foydalanuvchi sun'iy erlar bo'ylab harakatlansa (masalan, shlakli axlatxonalarga), tuzatishlar buziladi,
• DEM erdagi yo'lni ko'rsatadi, agar foydalanuvchi inson infratuzilmasining muhim qismini (viaduk, ko'prik, piyodalar ko'prigi, tunnel va boshqalar) qarzga olsa, tuzatishlar o'rnatiladi.

Shuning uchun balandlikning aniq ko'tarilishini olishning optimal tartibi quyidagicha:

1️⃣ Boshida barometrik datchikni sozlang. Ushbu sozlamasiz balandliklar aylantiriladi (o'zgartiriladi), ob-havo tufayli drift kichik bo'lsa (tog'lardan tashqarida qisqa yo'l) daraja farqi to'g'ri bo'ladi. Garmin oilasining GPS foydalanuvchilari uchun "gpx" balandliklari Garmin va Strava tomonidan jamiyat uchun ishlatiladi, shuning uchun ma'lumotlar bazasiga to'g'ri balandlik profilini kiritish afzalroqdir.

2️⃣ Uzoq safarlarda (> 1 soat) va tog'larda ob-havo sharoiti tufayli driftni (balandlik va balandlikdagi xatolik) kamaytirish uchun:

• Tanlovga e'tibor qarating Barometr + GPS, sun'iy relyefli tashqi maydonlar (axlatxonalar, sun'iy tepaliklar va boshqalar),
• Tanlovga e'tibor qarating Barometr + DTM (MNT)agar siz IGN DTM (5 x 5 m panjara) yoki Sonny DTM ni (Fransiya yoki Yevropa) katta miqdordagi infratuzilmani (piyodalar ko‘prigi, yo‘l o‘tkazgichlar va h.k.) ishlatadigan marshrutdan tashqarida o‘rnatgan bo‘lsangiz.

Balandlik farqini rivojlantirish

Oldingi satrlarda tasvirlangan balandlik muammosi ko'pincha ikki amaliyotchi o'rtasidagi balandlikdagi farq har xil ekanligini yoki uning GPSda yoki STRAVA kabi ilovada o'qilishiga qarab o'zgarishini kuzatgandan keyin o'zini namoyon qiladi (STRAVA yordamiga qarang).

Avvalo, eng ishonchli balandlikni ta'minlash uchun GPS-ni sozlashingiz kerak.

Xaritani o'qish orqali darajalar farqini olish juda oddiy, ko'pincha amaliyotchi ekstremal o'lchamlar nuqtalari orasidagi farqni aniqlash bilan cheklanadi, garchi aniq bo'lsa, yig'indini olish uchun ijobiy kontur chiziqlarini hisoblash kerak. .

Raqamli faylda gorizontal chiziqlar yo'q, GPS dasturi, trekni chizish ilovasi yoki tahlil dasturi "qadamlar yoki balandlik o'sishini to'plash" uchun sozlangan.

Ko'pincha "to'plash yo'q" ni sozlash mumkin:

• TwoNav-da sozlash opsiyalari barcha GPS uchun umumiydir
• Gamin-da siz foydalanuvchi qo'llanmasi va sotuvdan keyingi xizmatga murojaat qilishingiz kerak (har bir model odatiy foydalanuvchi profiliga ko'ra o'ziga xos xususiyatlarga ega)
• OpenTraveller ilovasida balandlikdagi farqni aniqlash uchun sezgirlik chegarasini sozlashni taklif qiluvchi variant mavjud.

Har kimning o'z yechimi bor 💡.

Onlayn tahlil qilish uchun veb-saytlar yoki dasturiy ta'minot balandlikni almashtirishga harakat qiling o'z balandligi ma'lumotlariga ega "gpx" fayllardan.

Misol: STRAVA dan olingan treklardan olingan balandliklar yordamida yaratilgan "mahalliy" altimetr faylini yaratdi. GPS STRAVA ga ma'lum va barometrik datchik bilan jihozlangan.Qabul qilingan yechim GPS STRAVA ga ma'lum, shuning uchun hozirgi vaqtda u asosan GARMIN diapazonidan olinadi va faylning ishonchliligi har bir foydalanuvchi balandlikni qo'lda tiklashga g'amxo'rlik qilganligini taxmin qiladi. .

Amaliy oqibatlarga kelsak, muammo ayniqsa guruhli sayrlarda paydo bo'ladi, chunki har bir ishtirokchi 🚵 GPS turiga qarab ularning balandligi farqi boshqa ishtirokchilar darajasidan farq qilishini yoki tushunmaydigan qiziquvchan foydalanuvchi ekanligini sezishi mumkin. nima uchun farq GPS balandligi, tahlil dasturi yoki STRAVA boshqacha.

To'liq tozalangan STRAVA dunyosida GPS GARMIN foydalanuvchi guruhining barcha a'zolari o'zlarining GPS va STRAVA qurilmalarida bir xil balandlikni ko'rishlari kerak. Biroq, farqni faqat balandlikni sozlash bilan izohlash mantiqan hech narsa xabar qilingan balandlik farqining to'g'riligini tasdiqlamaydi.

Ushbu foydalanuvchilar guruhining STRAVAga maʼlum boʻlmagan GPSga ega aʼzosi STRAVA da oʻz yordamchilari bilan bir xil balandlik farqini koʻrishi mantiqan toʻgʻri, garchi uning GPS koʻrsatgan daraja farqi boshqacha boʻlsa ham. U o'z uskunasini ayblashi mumkin, ammo u to'g'ri ishlaydi.

Balandlikdagi farqning haqiqiy qiymatiga eng yaqin qiymati hali ham IGN kartasini o'qiyotganda FRANSA yoki BELGIYAda olinadi., yanada rivojlangan geoidning ishga tushirilishi orientirni asta-sekin GNSS tomon siljitadi

GNSS: Sun'iy yo'ldosh tizimidan foydalangan holda geolokatsiya va navigatsiya: o'sha nuqtada olingan bir nechta sun'iy yo'ldoshlardan radio signallarini qayta ishlash orqali Yer yuzasida yoki uning yaqinida joylashgan nuqtaning holati va tezligini aniqlash.

Agar siz balandlik farqini olish uchun dasturiy ta'minot yoki dasturga tayanishingiz kerak bo'lsa, siz ushbu dasturni saytning IGN xaritasining kontur chiziqlariga, ya'ni 5 yoki 10 m ga ko'ra to'planish bosqichi qiymatini sozlash uchun sozlashingiz kerak. Kichkina qadam barcha kichik sakrashlar yoki zarbalarga o'tishlar tomchiga aylanadi va aksincha, juda baland qadam kichik tepaliklarning ko'tarilishini yo'q qiladi.

Ushbu tavsiyalarni qo'llaganidan so'ng, muallifning tajribasi shuni ko'rsatadiki, GPS yoki ishonchli DEM bilan jihozlangan tahlil dasturi yordamida olingan balandlik qiymatlari "to'g'ri" diapazonda qoladi, IGN xaritasining ham o'ziga xos noaniqliklari borligini taxmin qilishIGN kartasi 1 / 25 000 bilan olingan taxmin bilan solishtirganda.

Boshqa tomondan, STRAVA tomonidan e'lon qilingan qiymat odatda oshirib yuboriladi. Foydalanuvchilarning "mulohazalari" asosida STRAVA tomonidan qo'llaniladigan usul nazariy jihatdan BikePark-da tashrif buyuruvchilar soniga qarab haqiqatga juda yaqin bo'lgan qadriyatlarga tez yaqinlashishini taxmin qilish imkonini beradi. yoki juda band treklar!

Bu fikrni aniq tasvirlash uchun 20 km uzunlikdagi tepalikli yo'lda tasodifiy olingan trekning tahlili keltirilgan. "Barometrik" GPS balandligi jo'nashdan oldin o'rnatildi, u "Barometrik + GPS" balandligini ta'minlaydi, DTM ishonchli DTM bo'lib, aniqlik uchun qayta ishlangan. Biz STRAVA ishonchli balandlik profiliga ega bo'lishi mumkin bo'lgan hududdan tashqaridamiz.

Bu IGN va GPS o'rtasidagi farq eng katta va IGN va STRAVA o'rtasidagi farq eng kichik bo'lgan trekning rasmidir. GPS va STRAVA orasidagi masofa 80 m va haqiqiy "IGN" ular orasida.

Balandliklar
Joyga	Kelish	Maks	min	balandlik	Og'ish / IGN
GPS (to'siq + GPS)	122	124	150	98	198	-30
DTM da balandlikni sozlash	122	122	150	98	198	-30
OVQAT	280	+ 51
IGN kartalari	122	122	148	99	228,5	0