Dołącz do czytelników
Brak wyników

Temat specjalny

25 lipca 2022

NR 60 (Czerwiec 2022)

Jak poprawić dokładność GPS-a?

0 580

Amerykański GPS – oficjalnie NAVSTAR – był pierwszym udostępnionym publicznie systemem pozycjonowania wykorzystującym satelity, ale obecnie komercyjnie dostępnych jest kilka innych – europejski Galileo, rosyjski GLONASS, chiński BeiDou, jest też kilka odmian azjatyckich, które nie mają jednak zasięgu na Europę.

 

Z przyzwyczajenia na wszystkie mówimy GPS, ale właściwym terminem jest GNSS (global navigation satellite systems). Mając tę świadomość, dla ułatwienia w tym poradniku w większości będziemy się posługiwać potocznym „GPS”.

 

 

Co wpływa na dokładność GPS – lokalizację i zapis śladu?

Dokładność pozycjonowania dotyczy precyzji określenia lokalizacji „tu i teraz” w terenie – potrzebnej np. do wyboru drogi na skrzyżowaniu, ale również wierności zapisu śladu – wpływającej na statystyki pokonanej odległości czy zdobytej wysokości. Te aspekty dokładności mają wspólny mianownik, ale nie są tym samym. Osobnym tematem jest dokładność określenia wysokości n.p.m., na którą ma wpływ sprzęt, a konkretnie czy urządzenie jest wyposażone w barometr. Na dokładność wyznaczenia pozycji wpływa wiele czynników: teren, a konkretniej widoczność nieba i „słyszalność” sygnałów satelitów GNSS – pomiędzy wysokimi budynkami, w gęstym lesie czy między skałami może być ograniczona; pogoda – przy dużym zachmurzeniu dokładność może spaść; ustawienia urządzenia – korzystanie z kilku konstelacji GNSS udostępnia więcej satelitów.

 

Na dokładność zapisu mają wpływ wszystkie powyższe czynniki i dodatkowo ustawienia częstości zapisu i inne preferencje użytkownika. Przy zapisie pozycji co sekundę – najdokładniejszą w typowych urządzeniach – można oczekiwać najlepszej wierności, ale nawet z taką rozdzielczością przy dynamicznej jeździe na ciasnych wirażach nie ma szans na pełne odwzorowanie. Przy ustawieniu częstości zapisu na „auto/smart”, jak mówi Garmin: „rejestrowane są kluczowe punkty, w których następuje zmiana kierunku ruchu, prędkości, tętna lub wysokości”. Taki track może być zupełnie akceptowalny przy rekreacyjnej jeździe szosowej, ale mocno przekłamie dynamikę zjazdu w bike parku. Przy ustawieniu automatycznej pauzy ruch po zatrzymaniu jest rozpoznawany dopiero po kilku metrach, co oczywiście też wpływa na zapis. Przy zatrzymaniu bez pauzy pojawia się typowe myszkowanie – przez minimalne przekłamania sygnału GPS urządzenie myśli, że właśnie się przesunęło o kilka metrów.

 

 

GPS, GLONASS, Galileo, GPS+GLONASS czy GPS+Galileo – co jest lepsze?

GPS jest najstarszym systemem GNSS, jest więc najlepiej przetestowany i wszystkie urządzenia nawigacyjne są pod niego zoptymalizowane – najlepiej traktować go jako system podstawowy. Jeszcze do niedawna rosyjski GLONASS miał przewagę liczebną aktywnych satelitów nad europejskim 

 

Galileo i przez to był dokładniejszy, ale od 2020 roku mają po tyle samo aktywnych nadajników (24), więc powinny być równie dokładne. GLONASS osiągnął dojrzałość wcześniej i w kilkuletnich urządzeniach oprogramowanie może być dla tego systemu lepiej zoptymalizowane niż Galileo. W najnowszych gadżetach różnice są trudne do wychwycenia, z zastrzeżeniem, że śledzenie dodatkowych konstelacji ma wpływ na zużycie energii. Teoretycznie Galileo ma większą deklarowaną szczytową teoretyczną dokładność pozycjonowania cywilnego – 
1 m, przy 2–4 m GLONASS i 3,6 m BeiDou. GPS bez dodatkowego wspomagania: 3–5 m.


 


Ukrywanie segmentów

Mechanizm rankingowy Stravy działa dla segmentów, które są pokazane na liście. Jeśli portal notorycznie błędnie podłącza pod nigdy niejeżdżony segment, można go sobie trwale wyłączyć funkcją „hide”. Pod przyciskiem „Show x hidden efforts” ukryte są niepopularne segmenty, które często ukrywają inni, lub ukryte przez użytkownika. Wyniki („segment achievement”) nie są wyliczane dla ukrytych segmentów. Segment ukryty (domyślnie lub własnoręcznie) można sobie uaktywnić („unhide”), choć taki kawałek, jeśli był ukryty domyślnie, dopóki nie przekroczy progu popularności, będzie nadal ukryty dla innych użytkowników.

 

 

GPS drift. 

Typowy problem z dokładnością GPS na postoju. Mimo że rower się nie porusza, urządzenie rejestruje kilkumetrowe przemieszczenia wynikające z minimalnych zakłóceń sygnału. Można je trochę ograniczyć, ale najlepiej pozbyć się problemu przy pomocy automatycznej pauzy – jej kilkumetrowe opóźnienia przy starcie powodują znacznie mniej istotne przekłamania.

 

 

Jak poprawić dokładność GPS?

  1. Zaczekać na potwierdzenie złapania sygnału, tzw. first fix, przez urządzenie przed ruszeniem – zwykle komunikowane ikonką, komunikatem tekstowym lub dźwiękiem. Najlepiej uruchamiać GPS-a w otwartym terenie.
  2. Jeśli urządzenie umożliwia korzystanie z kilku konstelacji GNSS, przełączyć na GPS+Galileo lub GPS+GLONASS, w ostateczności GPS+BeiDou. Dzięki temu złapanie sygnału będzie szybsze – trzeba pamiętać, że jest to okupione przynajmniej kilkuprocentowym zwiększeniem zużycia energii w porównaniu do samego GPS-a i jeśli czas pracy jest krytyczny, a niebo nie jest mocno przysłonięte, można tę funkcję wyłączyć.
  3. Przełączyć zapis śladu na jednosekundowy – większość producentów podaje czas pracy swoich urządzeń właśnie z taką opcją, ale trzeba pamiętać, że ten parametr ma zauważalny wpływ na czas pracy, zwłaszcza w nowszych urządzeniach, które potrafią usypiać obwody GNSS pomiędzy rzadszymi odczytami, oszczędzając sporo energii.
  4. Regularnie aktualizować oprogramowanie urządzenia i podłączać do telefonu/sieci – większość współczesnych GPS-ów ściąga tabele przyszłych lokalizacji satelitów – „efemerydy” na 3 do 14 dni do przodu. W ten sposób urządzenie przy uruchomieniu nie musi „szukać” satelitów po całym niebie, tylko tam, gdzie się ich spodziewa – opracowanie tej technologii było kluczowe do zredukowania czasu złapania początkowej lokalizacji z minut (typowych dla GPS-ów pierwszych generacji) do standardowych obecnie kilku sekund. Efemerydy są zależne od miejsca, więc po przemieszczeniu GPS-a o więcej niż 300 km trzeba je zsynchronizować ponownie albo liczyć się z wolniejszym startem.
  5. Zamocować urządzenie tak, żeby jak najmniej zasłaniać mu niebo wyposażeniem lub własnym ciałem. Lokalizacja komputerka przed kierownicą jest pod tym względem lepsza niż np. na górnej rurze. „Zegarek” może odbierać lepiej po zapięciu na kierownicy, choć to podejście ma inne wady.
  6. Zainstalować czujnik prędkości – GPS jest wygodny, ale najdokładniejsze dane o pokonanej odległości zbierze czujnik z magnesem na kole, pod warunkiem poprawnego skonfigurowania jego obwodu w urządzeniu GPS. Niektóre urządzenia przy dobrym sygnale satelitarnym potrafią go kalibrować automatycznie.
  7. Dla urządzeń bez barometru najdokładniejsze będzie włączenie korekcji wysokości z map wysokości dostępne na platformach chmurowych do przeglądania danych, np. Garmin Connect. Automatyczna korekcja wysokości wg map daje lepsze wyniki niż obliczanie jej z GPS, ale wysokość z pomiarów satelitarnych jest nałożona na siatkę o rozdzielczości 10 m – w stromym terenie uśrednienia sumują się i bardziej wymagający użytkownicy mogą być zawiedzeni. Urządzenia z barometrem zwykle mają lepszą dokładność i automatyczna korekta z mapy może pogarszać dokładność. Dla nich automatyczna korekcja wysokości jest domyślnie wyłączona.

 

Dokładność GPS a Everesting challenge

...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 10 wydań czasopisma "bikeBoard"
  • Dodatkowe artykuły niepublikowane w formie papierowej
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych wydań magazynu oraz dodatków specjalnych...
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy