TwoNav GPS에서 고도 정확도를 향상시키려면 어떻게 해야 합니까?

서문

2021년 초부터 IGN은 일부 데이터에 대한 무료 액세스를 제공하고 있습니다.

• IGN의 TOP 25 지도는 아직 무료가 아니지만 Géoporttail에서 사용할 수 있는 지도 버전은 무료입니다.
• IGN 고도계 5 x 5 m의 데이터베이스를 자유롭게 사용할 수 있습니다. 이러한 데이터베이스를 사용하면 디지털 지형 모델을 생성할 수 있습니다. 수평 해상도가 5mx 5m 또는 1mx1m이고 수직 해상도가 1m인 높이 맵 또는 사용자를 위한 훌륭한 정의입니다.

튜토리얼 형식의 이 기사는 GPS TwoNav 및 Land 소프트웨어 사용자를 위한 것입니다.

현재 Garmin GPS 고도 데이터에 영향을 주는 것은 불가능합니다.

디지털 고도 모델(DTM)이란 무엇입니까?

디지털 고도 모델(DEM)은 고도 데이터에서 생성된 지구 표면의 XNUMX차원 표현입니다. 표고 파일(DEM)의 정확도는 다음에 따라 달라집니다.

• 고도 데이터의 품질(측량에 사용되는 정확도 및 수단),
• 단위 셀 크기(픽셀),
• 이 그리드의 위치 파악의 수평 정확도에 대해,
• 지리적 위치의 정확성과 그에 따른 GPS, 연결된 시계 또는 스마트폰의 품질.

IGN 고도계 데이터베이스의 슬래브 또는 타일. 5km x 5km 타일, 1000 x 1000 셀 또는 5mx 5m 셀(Saint Gobain Aisne Forest)로 구성됩니다. 이 화면은 OSM 베이스맵에 투영됩니다.

DEM은 그리드의 전체 표면 높이가 같은 그리드 중앙에 위치한 점의 높이 값을 정의하는 파일입니다.

예를 들어 5 x 5m Aisne BD Alti IGN 부서 파일(크기 때문에 부서 선택)은 타일이 400개 미만입니다.

각 그리드는 위도 및 경도 좌표 세트로 식별됩니다.

그리드 크기가 작을수록 고도 데이터가 더 정확합니다. 메쉬 크기(해상도)보다 작은 고도 세부정보는 무시됩니다.

메쉬 크기가 작을수록 정밀도는 높아지지만 파일이 커지므로 더 많은 메모리 공간을 차지하고 처리하기 어려워 잠재적으로 다른 처리 작업이 느려집니다.

부서의 DEM 파일 크기는 1m x 25m의 경우 약 25Mo, 120m x 5m의 경우 5Mo입니다.

대부분의 앱, 웹사이트, GPS 및 소비자 스마트폰에서 사용하는 DEM은 NASA에서 제공하는 무료 글로벌 데이터에서 가져온 것입니다.

NASA DEM의 정확도 차수는 셀 크기 60m x 90m, 단계 높이 30m입니다. 이들은 원시 파일이며 수정되지 않았으며 종종 데이터가 보간되며 정확도는 평균이며 크기가 클 수 있습니다. 오류.

이것은 GPS의 수직 부정확성의 이유 중 하나입니다. 이는 트랙이 호스팅되는 웹 사이트, 고도 차이를 기록한 GPS 또는 스마트폰에 따라 트랙에 대해 관찰된 고도의 차이를 설명합니다.

• Sonny MNT(이 가이드 뒷부분 참조)는 약 25m x 30m의 셀 크기로 유럽에서 무료로 제공되며 NASA MNT보다 더 정확한 데이터 소스를 사용하며 주요 버그를 해결하기 위해 노력했습니다. 산악 자전거에 적합한 비교적 정확한 DEM으로 유럽 전역에서 우수한 성능을 보입니다.

위 이미지에서 슬래그 더미(Valenciennes 근처)를 덮고 있는 고도계 타일(MNT BD Alti IGN 5 x 5)이 2,5m 간격의 등고선으로 변환되어 IGN 지도에 겹쳐졌습니다. 이미지를 통해 이 DEM의 품질을 "확신"할 수 있습니다.

• 5 x 5m IGN DEM의 수평 해상도(셀 크기)는 5 x 5m이고 수직 해상도는 1m입니다. 이 DEM은 지형 표고를 제공합니다. 인프라 객체(건물, 교량, 울타리 등)의 높이는 고려되지 않습니다. 숲에서 이것은 나무 아래의 땅 높이이고 수면은 XNUMX헥타르보다 큰 모든 저수지의 해안 표면입니다.

DEM 조립 및 설치

더 빠르게 이동하려면: TwoNav GPS 사용자가 5 x 5m IGN 데이터를 사용하여 프랑스를 포괄하는 디지털 지형 모델을 편집했습니다.이들은 무료 사이트인 CDEM 5m(RGEALTI)에서 지역별로 다운로드할 수 있습니다.

사용자에게 "DEM"의 신뢰성을 평가하는 올바른 테스트는 호수 표면을 3D로 시각화하는 것입니다.

위의 BD Alti IGN과 아래의 BD Alti Sonny가 3D로 보여주는 오래된 대장간(Ardennes)의 호수 아래. 품질이 있음을 알 수 있습니다.

TwoNav에서 GPS 또는 LAND 소프트웨어의 표준으로 제공하는 CDEM 고도계 지도는 그다지 신뢰할 수 없습니다.

따라서 이 "튜토리얼"은 TwoNav GPS 및 LAND 소프트웨어에 대한 신뢰할 수 있는 고도계 데이터의 "타일"을 다운로드하기 위한 사용자 가이드를 제공합니다.

데이터는 다음에 대해 무료로 사용할 수 있습니다.

• 전 유럽: Sony 고도계 데이터베이스,
• 프랑스: IGN 고도계 데이터베이스.

국가, 부서 또는 지리적 영역만 포함하는 파일(슬라브/타일/펠렛)을 생성하여 사용 가능한 메모리를 절약하거나 더 작은 파일을 사용할 수 있습니다.

소니 고도계 데이터베이스

1'' 모델은 1° x 1° 파일 덩어리로 분할되어 위도에 따라 셀 크기가 22 × 31m인 SRTM(.hgt) 형식으로 제공되며 이는 전 세계적으로 사용되며 많은 프로그램에서 사용되는 형식입니다. 예를 들어 N43E004(북위 43°, 동경 4°)와 같은 좌표로 지정됩니다.

절차

1. 사이트에 연결 https://data.opendataportal.at/dataset/dtm-france

2. 선택한 국가 또는 지역에 해당하는 타일을 다운로드합니다.

3. 다운로드한 .ZIP 파일에서 .HGT 파일의 압축을 풉니다.

4. LAND에서 각 .HGT 파일을 로드합니다.

5. LAND에서는 원하는 .hgts가 모두 열려 있고 나머지는 닫습니다.

6. "DEMS 결합"을 수행하십시오. Twonav GPS에서 사용할 수 있는 .CDEM 파일에 대해 수집할 타일 수(cdem 확장자 선택)에 따라 컴파일 시간이 길어질 수 있습니다.

LAND의 OSM "타일" 및 MNT "타일" 매핑, 모든 것이 GPS에 이식 가능하며 100% 무료입니다!

IGN 고도계 데이터베이스

이 데이터베이스는 부서별 디렉토리로 구성되어 있습니다.

절차

1. Geoservices 사이트에 접속합니다. 이 링크가 작동하지 않는 경우: 브라우저에 "FTP 액세스 권한이 없습니다": 당황하지 마십시오! 사용자 설명서:
   • 파일 관리자에서:
   • "이 PC"를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하십시오.
   • "네트워크 위치 추가"를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하십시오.
   • 주소 입력 "ftp: // RGE_ALTI_ext: [e-mail]" "without" ";
   • IGN 지리 서비스에서 식별하기 위해 이 액세스의 이름을 지정합니다.
   • 프로세스 종료
   • 파일 목록이 업데이트될 때까지 몇 분 정도 기다립니다(몇 분 정도 소요).
2. 이제 IGN 데이터에 액세스할 수 있습니다.
   • 복사하려는 데이터 파일을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭합니다.
   • 그런 다음 대상 디렉토리에 INSERT
   • 충전 시간이 길 수 있습니다!

이 이미지는 Vaucluse 5m x 5m 고도계 데이터베이스 가져오기를 보여줍니다.파일을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 폴더에 복사하고 다운로드를 기다립니다.

"zipped" 파일의 압축을 풀면 트리 구조가 생성됩니다. 데이터는 해당 부서의 .asc 형식(텍스트 형식)에서 약 400개의 데이터 파일(타일) 5km x 5km 또는 1000 × 1000개 셀 5m x 5m에 해당합니다.

멀티 타일 디스크는 주로 MTB 트랙을 다룹니다.

각 5x5km 셀은 Lambert 좌표 93 세트로 식별됩니다.

이 타일 또는 타일의 왼쪽 상단 모서리의 UTM 좌표는 x = 52 6940 및 y = 5494 775입니다.

• 775: 지도의 열 순위(770, 775, 780, ...)
• 6940: 지도에서 선 순위 지정

3. 댄스랜드

4. 다음 단계에서 "data" 디렉터리에서 데이터를 찾습니다. 첫 번째 파일만 선택:

5. 열고 확인하면 아래 창이 열리며, 조심하세요 가장 섬세한 단계입니다 :

투영 Lambert-93 및 Datum RGF 93을 선택하고 왼쪽 하단 모서리에 있는 상자를 선택합니다.

Land는 * .asc 타일에서 데이터를 추출하고 형식을 지정하므로 시간이 걸릴 수 있습니다.

DEM에서 SRTM(HGT/DEM) 형식으로 slab을 생성하면 * .asc 형식의 파일 수만큼 슬라브가 생성됩니다.

6. Land를 사용하면 필요에 따라 단일 DEM 파일로 또는 타일 또는 그래뉼별로 "결합"할 수 있습니다(파일 크기가 GPS 처리 속도를 저하시킬 수 있음을 명심하십시오).

사용 편의성을 위해 모든 열린 카드를 먼저 덮는 것이 좋습니다(선택 사항).

지도 메뉴(아래 참조)에서 가져온 데이터베이스 데이터 디렉터리의 * .hdr 형식(용량이 가장 적은)의 모든 파일을 엽니다(이전 작업과 동일).

Land가 HDR 파일을 열면 부서 DEM이 로드되어 사용할 수 있습니다.

7. 여기에서 Ardennes DEM(범프 맵)을 사용할 수 있습니다. 사용하기 쉽도록 하나의 파일로 결합합니다.

목록 메뉴:

이러한 DEM 결합

* .cdem 형식을 선택하고 파일 이름을 DEM으로 지정합니다.

병합에는 약간의 시간이 걸리며 21개 이상의 파일을 병합해야 합니다. 따라서 놀이터를 덮는 MNT 과립을 기반으로 작업하는 것이 좋습니다.

우리가 만든 Ardennes 지형의 디지털 모델은 예를 들어 아래와 같이 IGN Geoportal 지도 파일을 엽니다.

테스트는 처음에 표시된 UtagawaVTT 트랙 "Château de Linchamp"를 Sonny DTM으로 997m, 981m의 높이 차이(이전 프로세스)와 Land가 각 지점의 높이를 1034mx5m의 DTM 높이로 대체했을 때 5m에서 직접 열어서 수행됩니다. .

IGN 지도의 등고선을 합산하여 단차를 계산하면 1070m의 단차, 즉 3%의 차이로 매우 정확하다.

1070의 값은 근사치로 유지됩니다. 지도에서 부조로 곡선을 계산하는 것이 쉽지 않기 때문입니다.

고도 측정 파일 사용

MNT.cdem 파일은 LAND에서 고도를 추출하고, 고도, 경사, 웨이포인트 트랙 등을 계산하는 데 사용할 수 있습니다. 모든 TwoNav GPS 장치의 경우 / map 디렉토리에 파일을 넣고 map.cdem으로 선택하면 됩니다.

부정확한 고도에 대한 블로그 기사는 GPS를 사용한 고도 측정 및 고도 차이의 문제를 보여줍니다. 이 원리는 스마트폰 앱뿐만 아니라 GPS 시계에도 적용할 수 있습니다.

제조업체는 기압 센서 또는 디지털 지형 모델을 사용하여 고도 데이터를 필터링(이동 평균)하는 이 기사에 제시된 부정확성을 "지우기" 위해 여러 가지 방법을 사용합니다.

GPS 고도는 "노이즈"가 있습니다. 즉, 평균값 주변에서 변동하고 기압 고도는 기압과 온도의 변화에 ​​따라 달라지므로 날씨 및 DEM 파일이 부정확할 수 있습니다.

기압계와 GPS 또는 DEM의 혼성화는 다음 원칙을 기반으로 합니다.

• 장기간에 걸쳐 기압 고도의 변화는 기상 조건(기압 및 온도)에 따라 달라지며,
• 오랜 시간에 걸쳐 GPS 고도 오차를 걸러내고,
• 오랫동안 DEM 오류는 노이즈와 유사하므로 필터링됩니다.

하이브리드화는 평균 GPS 또는 DEM 고도를 계산하고 그로부터 고도 변화를 추출하는 것입니다.

예를 들어, 지난 30분 동안 필터링된 노이즈(GPS 또는 MNT)의 높이가 100m 증가했습니다. 그러나 같은 기간 동안 기압계에 표시된 고도는 150미터 증가했습니다.

논리적으로 높이의 변화는 동일해야 합니다. 이러한 센서의 특성을 알고 있으면 -50m 기압계를 "재조정"할 수 있습니다.

일반적으로 Baro + GPS 또는 3D 모드에서 IGN 지도를 참조하여 등산객이나 등산가가 수동으로 하는 것처럼 기압계 고도가 수정됩니다.

구체적으로 최근의 GPS나 최근 스마트폰(좋은 품질)은 수신 조건이 이상적일 때 3,5번 중 90번 수평면에서 100m의 정확도로 당신을 감지(FIX)한다.

이 수평 "성능"은 5mx 5m 또는 25mx 25m의 메쉬 크기에 해당하며 이러한 DTM을 사용하면 우수한 수직 정확도를 허용합니다.

DEM은 지면의 높이를 보여줍니다. 예를 들어 Millau 고가교에서 Tarn Valley를 건너면 DEM에 기록된 트랙은 경로가 고가 플랫폼에 남아 있더라도 계곡 바닥으로 안내해야 합니다. ...

또 다른 예로, 산악 자전거를 타거나 가파른 산비탈을 여행할 때 마스킹 또는 다중 경로 효과로 인해 수평 GPS 정확도가 저하됩니다. FIX에 할당된 높이는 인접하거나 더 멀리 떨어진 슬래브의 높이에 해당하므로 계곡의 상단이나 바닥에 해당합니다.

큰 표면의 격자로 형성된 줄의 경우 높이는 계곡의 바닥과 상단 사이의 평균이 되는 경향이 있습니다!

극단적이지만 전형적인 두 가지 예의 경우 높이의 누적 차이는 실제 값에서 점차적으로 벗어납니다.

애플리케이션 노트

부작용을 피하려면:

• 출발 직전 출발 지점의 고도에서 GPS 기압계를 보정합니다(모든 GPS 제조업체에서 권장).
• 위치 정확도가 일치하도록 GPS가 추적을 시작하기 전에 몇 가지 수정 작업을 수행하도록 하십시오.
• 혼성화 선택: 고도 계산 = 기압계 + GPS 또는 기압계 + 3D.

트랙 고도가 DEM에 동기화된 경우 차이가 1미터에 불과한 아래 이미지와 같이 매우 정확한 고도 및 경사 계산을 할 수 있습니다.

• GPS Trail 2(72dpi 화질 저하 이미지 캡처, 200dpi GPS 화면)
• 오버레이 래스터 및 OSM 벡터 지도
• 척도 1: 10
• CDEM 5mx5m BD Alti IGN 셰이딩은 1m 단위로 높이를 강조합니다.

아래 이미지는 두 개의 동일한 30km 트랙(동일한 돌출부)의 프로필을 비교한 것입니다. 하나의 높이는 IGN DEM과 동기화되었고 다른 하나는 Baro + 하이브리드 3D 모드에서 실행되는 경로인 Sonny DEM과 동기화되었습니다.

• IGN 지도의 고도: 275m.
• Hybrid Baro + 3D 모드에서 GPS로 계산된 고도: 295m(+ 7%)
• Hybrid Baro + GPS 모드에서 GPS로 계산한 고도: 297m(+ 8%).
• IGN MNT에서 동기화된 등반: 271m(-1,4%)
• Sonny MNT의 동기화된 등반: 255m(-7%)

"진실"은 곡선 설정으로 인해 275m IGN 밖에 있을 수 있습니다.

위의 경로 중 GPS 기압 고도계의 자동 보정(보상) 예(GPS의 원본 로그 파일):

• 높이 차이 계산을 위한 수직 누적 없음: 5m, (매개변수화는 IGN 맵의 곡선과 동일),
• 보정/재설정 중 고도:
  • GPS 113.7m,
  • 기압 고도계 115.0m,
  • 높이 MNT 110.2m(Carte IGN 110m),
• 반복(정산 기간): 30분
• 다음 30분 동안의 기압 보정: – 0.001297