GPS 또는 STRAVA 고도가 정확하지 않은 이유는 무엇입니까?

고도 정확도 및 GPS 고도 차이와 관련하여 반복되는 질문 또는 질문이 발생합니다.

사소해 보일 수 있지만 정확한 높이를 얻는 것은 어려운 일이지만 수평면에서 줄자, 로프, 측지 사슬을 쉽게 배치하거나 바퀴의 둘레를 누적하여 거리를 측정할 수 있습니다. 반면에 미터 📐를 수직면에 배치하는 것이 더 어렵습니다.

GPS 높이는 지구의 모양에 대한 수학적 표현을 기반으로 하는 반면 지형도의 높이는 지구와 관련된 수직 좌표계를 기반으로 합니다.

따라서 이들은 한 지점에서 일치해야 하는 두 개의 서로 다른 시스템입니다.

고도 및 수직 하강은 대부분의 자전거 타는 사람, 산악 자전거 타는 사람, 등산객 및 등반가가 라이딩 후 상담하기를 원하는 매개변수입니다.

수직 프로파일과 정확한 고도 차이를 얻기 위한 지침은 실외 GPS 매뉴얼(예: Garmin GPSMap 범위 매뉴얼)에 비교적 잘 문서화되어 있지만 역설적으로 이 정보는 의도한 GPS 사용자 매뉴얼에 거의 없거나 비밀스럽습니다. 자전거 타는 사람을 위한 것입니다(예: Garmin Edge GPS 범위에 대한 가이드).

Garmin의 애프터 세일즈 서비스는 TwoNav와 마찬가지로 모든 유용한 조언을 제공합니다. Strava를 제외한 다른 GPS 제조업체 또는 앱의 경우 이는 큰 차이입니다 🕳.

높이를 측정하는 방법?

여러 기술:

• 그 유명한 탈레스 정리를 실제로 적용해보면,
• 다양한 삼각법,
• 고도계를 이용하여,
• 레이더,
• 위성 측정.

기압 고도계

표준을 결정하는 것이 필요했습니다. 고도계는 장소의 대기압을 고도로 변환합니다. 0m의 고도는 섭씨 1013,25도의 온도에서 해수면에서 15mbar의 압력에 해당합니다.

실제로 이 두 조건은 해수면에서 거의 충족되지 않습니다. 예를 들어 이 기사를 작성할 때 노르망디 해안의 기압은 1035mbar이고 온도는 6°에 가깝기 때문에 고도에서 오류가 발생할 수 있습니다. 약 500m.

기압/온도 조건이 안정되면 기압 고도계는 재조정 후 정확한 고도를 제공합니다.

조정은 위치에 대한 정확한 고도를 유지하는 것이며, 고도계는 기압과 온도의 변화에 ​​따라 해당 고도를 조정합니다.

온도 🌡가 떨어지면 압력 곡선이 좁아지고 고도가 증가하며 온도가 상승하면 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

표시된 고도 값은 주변 온도의 변화에 ​​민감하므로 손목에 착용하거나 손목에 차고 있는 고도계 사용자는 표시된 값에 대한 국부적 온도 변화의 영향을 알고 있어야 합니다(예: 시계 닫힘 / 소매로 열림, 빠르거나 느린 움직임으로 인한 상대적인 바람, 체온의 영향 등).

안정적인 기단을 단순화하기 위해 안정적인 날씨 🌥 .

기압 고도계를 올바르게 사용하면 항공, 하이킹, 등산 ...

고도 GPS

GPS는 지구를 시뮬레이션하는 이상적인 구인 "타원체"를 기준으로 장소의 높이를 결정합니다. 지구는 불완전하기 때문에 "지오이드" 높이 🌍를 얻으려면 이 높이를 변환해야 합니다.

GPS를 사용하여 측량 마커의 높이를 읽는 관찰자는 GPS가 이상적인 수신 조건에서 올바르게 작동하지만 수십 미터의 편차를 볼 수 있습니다. GPS 수신기가 잘못된 것은 아닐까?

이러한 차이는 타원체 모델링의 정확도로 설명되며, 특히 지구 표면이 이상적인 구체가 아니기 때문에 복잡한 지오이드 모델은 변칙성을 포함하고 있으며, 인간의 수정을 받기 쉬우며 끊임없이 변화하고 있다. (텔루릭과 인간).

이러한 부정확성은 GPS 고유의 측정 오류와 결합되어 GPS가 보고하는 고도의 부정확성과 지속적인 변동을 유발합니다.

좋은 수평 정확도, 즉 수평선에 있는 위성의 낮은 위치를 선호하는 위성 기하학은 정확한 고도 획득을 방해합니다. 수직 정밀도의 크기는 수평 정밀도의 1,5배입니다.

대부분의 GPS 칩셋 제조업체는 수학적 모델을 소프트웨어에 통합합니다. 지구의 측지 모델에 접근하는 이 모델에 지정된 높이를 제공합니다.

이것은 당신이 바다 위를 걸을 때 지구의 측지 모델이 불완전하기 때문에 음수 또는 양수 고도를 보는 것이 드문 일이 아니며 이러한 단점에 GPS 고유의 오류를 추가해야 함을 의미합니다. 이러한 오류의 조합은 특정 위치 😐에서 50미터 이상의 고도 편차를 유발할 수 있습니다.

지오이드 모델이 개선되었으며 특히 GNNS 위치 지정의 결과로 얻은 고도는 몇 년 동안 부정확한 상태로 유지됩니다.

디지털 지형 모델 "DTM"

DTM은 그리드로 구성된 디지털 파일이며 각 그리드(정사각형 기본 표면)는 해당 그리드 표면의 높이 값을 제공합니다. 세계 고도 모델의 현재 그리드 크기에 대한 아이디어는 30m x 90m입니다.지구 표면의 한 지점의 위치(경도, 위도)를 알면 읽기를 통해 해당 장소의 높이를 쉽게 얻을 수 있습니다. DTM 파일(또는 DTM, Digital Terrain Model in English).

DEM의 주요 단점은 신뢰성(이상, 구멍)과 파일 정확도입니다. 예:

• ASTER DEM은 30m의 단계(그리드 또는 픽셀), 30m의 수평 정확도 및 20m의 고도계로 사용할 수 있습니다.
• MNT SRTM은 90m 간격(격자 또는 픽셀), 약 16m 고도계 및 60m 평면 정확도에 사용할 수 있습니다.
• Sonny DEM 모델(유럽)은 1°x1° 증분, 즉 위도에 따라 25 x 30m 정도의 셀 크기로 사용할 수 있습니다. 공급업체는 가장 정확한 데이터 소스를 컴파일했으며 이 DEM은 비교적 정확하며 무료 OpenmtbMap 매핑을 통해 TwoNav 및 Garmin GPS에 "쉽게" 사용할 수 있습니다.
• IGN DEM 5m x 5m는 2021m x 1m 또는 1m x 5m 간격으로 5m 수직 해상도로 무료로 제공됩니다(1년 XNUMX월부터) 이 DEM에 대한 액세스는 이 가이드에서 설명합니다.

해상도(또는 파일에 있는 데이터의 정확도)와 해당 데이터의 실제 정확도를 혼동하지 마십시오. 측정값은 지구 표면을 가장 가까운 미터까지 관찰할 수 없는 기기에서 얻을 수 있습니다.

2021년 1월부터 무료로 사용 가능한 IGN DEM은 다양한 기기로 얻은 판독값(측정값)의 패치워크입니다. 최근 연구를 위해 스캔된 영역(예: 홍수 위험)은 5m 해상도로 스캔되었으며 다른 곳에서는 정확도가 이 값과 매우 다를 수 있습니다. 그러나 파일에서 데이터는 5x1m 또는 1x2026m 단위로 필드를 채우도록 보간되었습니다.IGN은 1년까지 프랑스를 완전히 덮는 것을 목표로 고해상도 투표 캠페인을 시작했으며 그날 IGN DEM은 정확할 것입니다. 그리고 1x1xXNUMXm 간격으로 무료....

DEM은 지면의 고도를 보여줍니다. 인프라(건물, 교량, 울타리 등)의 높이는 고려되지 않습니다. 숲에서 이것은 나무 아래의 땅 높이이고 수면은 XNUMX헥타르보다 큰 모든 저수지의 해안 표면입니다.

셀의 모든 점은 높이가 같으므로 절벽 가장자리에서 파일 위치의 불확실성으로 인해 위치의 불확실성과 합산되어 추출된 높이가 인접 셀과 동일할 수 있습니다.

이상적인 수신 조건에서 GPS 위치 정확도는 4,5%에서 90m 정도입니다. 이 성능은 최신 GPS 수신기(GPS + Glonass + Galileo)에서 볼 수 있습니다. 따라서 정확도는 실제 위치의 90~100m(맑은 하늘, 마스크 제외, 협곡 제외 등) 사이의 0배 중 5배입니다. 1 x 1m 셀이 있는 DEM을 사용하는 것은 비생산적입니다.정확한 그리드에 있을 가능성은 드물기 때문입니다. 이 선택은 진정한 부가가치가 없는 프로세서를 압도할 것입니다!

다음에서 사용할 수 있는 DEM을 얻으려면:

• TwoNav GPS: CDEM на 5m(RGEALTI).

• Garmin GPS: 소니 데이터베이스

  TwoNav GPS용 DEM을 만드는 방법을 알아보세요. 레벨 곡선은 Qgis 소프트웨어를 사용하여 추출할 수 있습니다.

GPS를 사용하여 고도 결정

한 가지 해결책은 DEM 파일을 GPS 내비게이터에 로드하는 것이지만 고도는 그리드의 크기가 줄어들고 파일이 충분히 정확할 경우(수평 및 수직으로) 신뢰할 수 있을 것입니다.

DEM의 품질에 대한 좋은 아이디어를 얻으려면 예를 들어 호수의 기복을 시각화하거나 호수를 가로지르는 경로를 만들고 2D 단면에서 고도를 관찰하는 것으로 충분합니다.

이미지: LAND 소프트웨어, 올바른 DEM을 사용하여 3D 확대 x XNUMX으로 Gerardmer 호수 보기. 지형에 메시를 투영하면 현재 DEM 제한이 표시됩니다.

이미지: LAND 프로그램, 올바른 DTM을 사용하여 2D에서 Gérardmer 호수 "BOG" 보기.

모든 최신 "좋은 품질" GPS 장치에는 나침반과 디지털 기압 센서가 있으므로 기압 고도계가 있습니다. 이 센서를 사용하면 알려진 지점에서 고도를 설정하면 정확한 고도를 얻을 수 있습니다(Garmin 권장 사항).

GPS의 출현 이후 GPS가 제공하는 고도 부정확성은 정확한 지리적 위치를 제공하기 위해 기압계 고도와 GPS 고도를 사용하는 항공학을 위한 하이브리드 알고리즘의 개발을 촉발했습니다. 키. TwoNav 실외 실습에 최적화된 신뢰할 수 있는 고도 솔루션이자 GPS 제조업체가 선호하는 선택입니다. 그리고 가민.

Garmin에서는 사용자 프로필(아웃도어, 사이클링, 산악 자전거 등)에 따라 GPS 제품을 도입하므로 사용자 매뉴얼과 A/S를 참조하는 것이 중요합니다.

최적의 솔루션은 GPS를 옵션으로 설정하는 것입니다.

• 고도 = 기압계 + GPS, GPS가 허용하는 경우
• 고도 = 기압계 + GPS가 허용하는 경우 DTM(MNT).

모든 경우에 기압계가 장착된 GPS의 경우 기압계를 시작 지점의 최소 고도로 수동으로 설정하십시오. 산에서 ⛰ 장거리를 달리면 특히 온도와 날씨가 변하는 경우 설정을 다시 해야 합니다.

일부 Garmin GPS 최적화 사이클링 장치는 알려진 고도 웨이포인트에서 기압 고도를 자동으로 재설정하며, 이는 산악 자전거를 위한 특히 스마트 솔루션입니다. 그러나 사용자는 예를 들어 고개의 높이와 계곡의 바닥을 떠나기 전에 알려야 합니다. 돌아오는 길에 키 차이가 정확할 거에요 👍.

기압계 +(GPS 또는 DTM) 모드에서 제조업체는 기압계, GPS 또는 DEM에서 볼 수 있는 상승이 일정해야 한다는 원칙을 기반으로 하는 자동 기압계 조정 알고리즘을 포함합니다. 이 원칙은 사용자에게 큰 유연성을 제공하고 다음 작업에 매우 적합합니다. 야외 활동.

그러나 사용자는 다음과 같은 제한 사항을 알고 있어야 합니다.

• GPS는 지오이드를 기반으로 하므로 사용자가 인공 지형을 통과하면(예: 슬래그 덤프) 수정 사항이 왜곡되고,
• DEM은 지상의 경로를 보여줍니다. 사용자가 인적 기반 시설(고가교, 다리, 보행자 다리, 터널 등)의 상당 부분을 빌린 경우 조정이 상쇄됩니다.

따라서 정확한 고도 증가를 얻기 위한 최적의 절차는 다음과 같습니다.

1️⃣ 초기에 기압센서를 조정합니다. 이 설정이 없으면 높이가 변환(이동)되고, 날씨로 인한 드리프트가 작은 경우(산 밖의 짧은 경로) 레벨 차이가 정확합니다. Garmin 제품군 GPS 사용자의 경우 Garmin 및 Strava에서 커뮤니티용으로 "gpx" 높이를 사용하므로 데이터베이스에 정확한 고도 프로필을 입력하는 것이 좋습니다.

2️⃣ 장거리 여행(> 1시간) 및 산에서 기상 조건으로 인한 드리프트(고도 및 고도 오차)를 줄이려면:

• 선택에 집중 기압계 + GPS, 인공 구호가 있는 외부 지역(덤프 지역, 인공 언덕 등),
• 선택에 집중 기압계 + DTM(MNT)인프라(보행교, 육교 등)의 상당 부분을 사용하는 경로 외부에 IGN DTM(5 x 5m 그리드) 또는 Sonny DTM(프랑스 또는 유럽)을 설치한 경우.

키 차이 개발

앞의 줄에서 설명한 고도 문제는 예를 들어 GPS 또는 STRAVA(STRAVA 도움말 참조)와 같은 응용 프로그램에서 읽는지 여부에 따라 두 실무자 간의 고도 차이가 다르거나 다르다는 것을 관찰한 후에 가장 자주 나타납니다.

우선 가장 안정적인 고도를 제공하기 위해 GPS를 조정해야 합니다.

지도를 읽음으로써 레벨의 차이를 얻는 것은 매우 간단합니다. 종종 실무자는 극단적 인 차원의 점 간의 차이를 결정하는 것으로 제한됩니다. .

디지털 파일에는 수평선이 없으며 GPS 소프트웨어, 트랙 플로팅 응용 프로그램 또는 분석 소프트웨어는 "계단 또는 고도 증분을 누적"하도록 구성되어 있습니다.

종종 "누적 없음"을 구성할 수 있습니다.

• TwoNav에서 설정 옵션은 모든 GPS에 공통입니다.
• Gamin에서 사용자 설명서 및 애프터 서비스를 참조해야 합니다(각 모델에는 일반적인 사용자 프로필에 따라 고유한 특성이 있습니다).
• OpenTraveller 앱에는 키 차이를 결정하기 위한 민감도 임계값 조정을 제안하는 옵션이 있습니다.

저마다의 솔루션 💡이 있습니다.

온라인 분석을 위한 웹사이트 또는 소프트웨어 높이를 대체하기 위해 노력하다 자체 높이 데이터가 있는 "gpx" 파일에서.

예: STRAVA는 STRAVA에 알려진 GPS 채택된 솔루션은 GPS가 STRAVA에 알려져 있다고 가정하여 현재 GARMIN 범위에서 주로 획득하고 파일의 신뢰성은 각 사용자가 수동 고도 재설정을 처리했다고 가정합니다. .

실제적 함의는 특히 그룹 보행시 문제가 발생하는데, 이는 각 참가자 🚵가 GPS의 종류에 따라 다른 참가자의 높이와 고도 차이가 다르다는 것을 눈치채거나 이해하지 못하는 호기심 많은 사용자이기 때문입니다. 차이가 GPS 고도인 이유, 분석 소프트웨어 또는 STRAVA가 다른 이유.

완벽하게 소독된 STRAVA 세계에서 GPS GARMIN 사용자 그룹의 모든 구성원은 원칙적으로 GPS와 STRAVA에서 동일한 고도를 확인해야 합니다. 그 차이는 높이 조절로만 설명할 수 있는 것이 논리적이지만, 보고된 높이 차이가 정확하다는 것을 확인하는 것은 없습니다.

STRAVA에 알려지지 않은 GPS가 있는 이 사용자 그룹의 구성원은 그의 GPS에 의해 표시되는 수준 차이는 다르지만 STRAVA에서 조수와 동일한 고도 차이를 봐야 한다는 것은 논리적입니다. 그는 자신의 장비를 비난할 수 있지만, 그럼에도 불구하고 올바르게 작동합니다.

IGN 카드를 읽을 때 키 차이의 실제 값에 가장 가까운 값은 여전히 ​​FRANCE 또는 BELGIUM에서 얻습니다., 보다 발전된 지오이드의 시운전은 랜드마크를 GNSS 쪽으로 점진적으로 이동시킬 것입니다.

GNSS: 위성 시스템을 사용한 지리 위치 및 탐색: 해당 지점에서 수신된 여러 인공 위성의 무선 신호를 처리하여 지구 표면 또는 바로 근처에 있는 지점의 위치와 속도를 결정합니다.

표고차를 얻기 위해 소프트웨어나 응용 프로그램에 의존해야 하는 경우 사이트의 IGN 맵의 등고선, 즉 5m 또는 10m에 따라 누적 단계 값을 조정하도록 이 소프트웨어를 조정해야 합니다. 작은 단계는 모든 작은 점프 또는 충돌로의 전환이 드롭으로 바뀌고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 너무 높은 단계는 작은 언덕의 상승을 지울 것입니다.

이러한 권장 사항을 적용한 후 저자의 실험은 GPS 또는 신뢰할 수 있는 DEM이 장착된 분석 소프트웨어를 사용하여 얻은 고도 값이 "올바른" 범위 내에 유지됨을 보여줍니다. IGN 지도에도 자체 불확실성이 있다고 가정IGN 카드 1/25으로 얻은 추정치와 비교합니다.

반면에 STRAVA에서 발표한 값은 일반적으로 과장되어 있습니다. STRAVA가 사용하는 방법은 사용자의 "피드백"을 기반으로 이론적으로 방문자 수에 따라 BikePark에서 이미 발생해야 하는 진실에 매우 가까운 값으로의 빠른 수렴을 예측할 수 있습니다. 또는 매우 바쁜 트랙!

이 점을 구체적으로 설명하기 위해 20km 길이의 언덕길에서 임의로 선택한 트랙을 분석합니다. "기압" GPS 고도는 출발 전에 설정되었으며 "기압 + GPS" 고도를 제공하며 DTM은 정확하도록 재설계된 신뢰할 수 있는 DTM입니다. 우리는 STRAVA가 신뢰할 수 있는 고도 프로파일을 가질 수 있는 영역 밖에 있습니다.

IGN과 GPS의 차이가 가장 크고, IGN과 STRAVA의 차이가 가장 작은 트랙의 예시입니다. GPS와 STRAVA 사이의 거리는 80m이고 진정한 "IGN"은 그 사이에 있습니다.

하이츠
출발	도착	최대	분	고도	편차 / IGN
GPS(바로 + GPS)	122	124	150	98	198	-30
DTM의 높이 조정	122	122	150	98	198	-30
일반식품	280	+51
IGN 카드	122	122	148	99	228,5	0