Firwat ass Är GPS oder STRAVA Héicht ongenau?

Eng widderhuelend Fro oder Fro stellt sech iwwer Héichtgenauegkeet a GPS Héichtdifferenzen op.

Och wann et trivial ka schéngen, eng genee Héicht ze kréien ass Erausfuerderung, am horizontalen Plang kënnt Dir ganz einfach e Messband, Seel, geodetesch Kette setzen oder den Ëmfang vun engem Rad sammelen fir Distanz ze moossen. op der anerer Säit ass et méi schwéier de Meter 📐 am vertikale Plang ze positionéieren.

GPS Héichten baséieren op enger mathematescher Duerstellung vun der Form vun der Äerd, während Héichten op enger topographescher Kaart op engem vertikale Koordinatesystem mat dem Globus verbonne sinn.

Dofir sinn dëst zwee verschidde Systemer déi op engem Punkt musse zesummekommen.

Héicht a vertikale Réckgang sinn Parameteren, déi meescht Cyclisten, Mountainbiker, Wanderer a Kloteren no enger Fahrt wëllen konsultéieren.

D'Instruktioune fir de vertikale Profil an de korrekten Héichtdifferenz ze kréien sinn relativ gutt dokumentéiert an Outdoor GPS Handbücher (wéi d'Garmin GPSMap Range Handbücher), paradoxerweis ass dës Informatioun bal absent oder kryptesch an de beabsichtigte GPS User Handbücher. fir Cyclisten (zum Beispill Guiden fir d'Garmin Edge GPS Gamme).

Dem Garmin säin After Sales Service verdeelt all hëllefräich Berodung, grad wéi den TwoNav. Fir aner GPS Hiersteller oder Apps (nieft Strava) ass dëst e grousse Lach 🕳.

Wéi d'Héicht ze moossen?

Verschidde Techniken:

• De berühmten Thales-Theorem an der Praxis applizéieren,
• Verschidde Triangulatiounstechniken,
• Mat Hëllef vun engem Héichtmeter,
• Radar, Deal,
• Satellit Miessunge.

Barometresche Héichtmeter

Et war néideg fir de Standard ze bestëmmen: den Héichtmeter iwwersetzt den atmosphäreschen Drock vun enger Plaz an eng Héicht. Eng Héicht vun 0 m entsprécht engem Drock vun 1013,25 mbar um Mieresspigel bei enger Temperatur vu 15 ° Celsius.

An der Praxis sinn dës zwee Bedéngungen selten um Mieresspigel erfëllt, zum Beispill beim Schreiwen vun dësem Artikel war den Drock op der Küst vun der Normandie 1035 mbar, an d'Temperatur ass no bei 6 °, wat zu engem Feeler op enger Héicht féiere kann. vu ronn 500 m.

De barometresche Héichtmeter gëtt genee Héicht no der Neijustéierung wann Drock / Temperaturbedéngungen stabiliséieren.

Upassung ass eng präzis Héicht fir eng Plaz z'erhalen, an dann passt den Héichtmeter dës Héicht un als Äntwert op Ännerungen am atmosphäreschen Drock an der Temperatur.

E Réckgang vun der Temperatur 🌡 verklengert d'Drockkurven an d'Héicht klëmmt, a vice versa wann d'Temperatur eropgeet.

Den ugewisen Héichtwäert wäert sensibel sinn op Ännerungen an der Ëmgéigend Temperatur, de Benotzer vum Héichtmeter, deen en um Handgelenk hält oder droen, sollt den Effekt vun lokalen Temperaturännerungen op den ugewisene Wäert bewosst sinn (zum Beispill: Auer zou / oppen mat Hülse, relative Wand duerch séier oder lues Bewegungen, den Afloss vun der Kierpertemperatur, etc.).

Fir déi stabil Loftmass ze vereinfachen, ass et dat stabilt Wieder 🌥.

Wann Dir richteg benotzt, ass de barometresche Héichtmeter en zouverléisseg Referenzinstrument fir eng Vielfalt vun Uwendungen wéi Loftfaart, Wanderungen, Biergklammen ...

L'Héicht GPS

GPS bestëmmt d'Héicht vun enger Plaz par rapport zu der idealer Sphär déi d'Äerd simuléiert: "Ellipsoid". Well d'Äerd imperfekt ass, muss dës Héicht transforméiert ginn fir déi "geoid" Héicht 🌍 ze kréien.

En Beobachter deen d'Héicht vun engem Ëmfromarker mat GPS liest, kann eng Ofwäichung vun e puer Zéng Meter gesinn, obwuel säi GPS ënner idealen Empfangsbedéngungen korrekt funktionnéiert. Vläicht ass de GPS Empfänger falsch?

Dësen Ënnerscheed gëtt erkläert duerch d'Genauegkeet vun der Modelléierung vum Ellipsoid a besonnesch dem Geoidmodell, dee komplex ass wéinst der Tatsaach, datt d'Äerduewerfläch keng ideal Kugel ass, Anomalien enthält, mënschlech Ännerunge mécht a stänneg verännert. (Telluric a Mënsch).

Dës Ongenauegkeeten ginn kombinéiert mat de Miessfehler, déi am GPS inherent sinn, a sinn d'Ursaach vun Ongenauegkeeten a konstante Ännerungen an der Héicht, déi vum GPS gemellt ginn.

Satellittegeometrien, déi eng gutt horizontal Genauegkeet favoriséieren, dat heescht déi niddreg Positioun vun de Satellitten um Horizont, verhënnert genee Héicht Acquisitioun. D'Gréisstuerdnung vun der vertikaler Präzisioun ass 1,5 Mol déi horizontal Präzisioun.

Déi meescht GPS Chipset Hiersteller integréieren de mathematesche Modell an hir Software. deen dem geodetesche Modell vun der Äerd no kënnt a stellt d'Héicht an dësem Modell spezifizéiert.

Dëst bedeit datt wann Dir um Mier trëppelt, et net ongewéinlech ass fir negativ oder positiv Héicht ze gesinn, well de geodetesche Modell vun der Äerd onvollstänneg ass, an zu dësem Defizit muss de Feeler bäigefüügt sinn, deen am GPS inherent ass. D'Kombinatioun vun dëse Feeler kann op bestëmmte Plazen eng Héichtabweichung vu méi wéi 50 Meter verursaachen 😐.

D'Geoidmodeller goufen raffinéiert, besonnesch d'Héichtemetrie, déi als Resultat vun der GNNS-Positionéierung kritt gëtt, bleift fir e puer Joer ongenau.

Digital Terrain Model "DTM"

En DTM ass eng digital Datei, déi aus Gitter besteet, all Gitter (quadratesch elementar Uewerfläch) bitt en Héichwäert fir d'Uewerfläch vun deem Gitter. Eng Iddi vun der aktueller Gittergréisst vum Welt Héichtmodell ass 30 m x 90 m. Wann Dir d'Positioun vun engem Punkt op der Äerduewerfläch kennt (Längt, Breet), ass et einfach d'Héicht vun der Plaz ze kréien andeems Dir liest d'DTM Datei (oder DTM, Digital Terrain Model op Englesch).

Den Haapt Nodeel vun engem DEM ass seng Zouverlässegkeet (Anomalie, Lächer) an Datei Genauegkeet; Beispiller:

• Den ASTER DEM ass verfügbar mat engem Schrëtt (Gitter oder Pixel) vun 30 m, horizontaler Genauegkeet vun 30 m an engem Héichtmeter vun 20 m.
• De MNT SRTM ass verfügbar a 90m Abstand (Gitter oder Pixel), ongeféier 16m Héichtmeter a 60m planimetrescher Genauegkeet.
• De Sonny DEM Modell (Europa) ass verfügbar an 1°x1° Inkremente, dh mat enger Zellgréisst an der Uerdnung vu 25 x 30 m ofhängeg vun der Breet. De Verkeefer huet déi genee Datenquellen zesummegesat, dës DEM ass relativ korrekt a kann "einfach" fir TwoNav a Garmin GPS iwwer d'gratis OpenmtbMap Mapping benotzt ginn.
• IGN DEM 5m x 5m ass gratis verfügbar (ab Januar 2021) an 1m x 1m oder 5m x 5m Schrëtt mat 1m vertikaler Opléisung Zougang zu dëser DEM gëtt an dësem Guide erkläert.

Verwirrt d'Resolutioun (oder d'Genauegkeet vun den Donnéeën an der Datei) net mat der aktueller Genauegkeet vun dësen Donnéeën. Liesungen (Miessungen) kënnen aus Instrumenter kritt ginn, déi et net erlaben d'Uewerfläch vum Globus bis zum nootste Meter ze beobachten.

IGN DEM, gratis verfügbar 🙏 ab Januar 2021, ass e Patchwork vu Liesungen (Miessungen) kritt mat verschiddenen Instrumenter. Gebidder gescannt fir rezent Fuerschung (zB Iwwerschwemmungsrisiko) goufen op 1 m Opléisung gescannt, soss anzwousch kann d'Genauegkeet ganz wäit vun dësem Wäert sinn. Wéi och ëmmer, am Dossier goufen d'Donnéeën interpoléiert fir d'Felder an Inkrementen vun 5x5m oder 1x1m ze fëllen.IGN huet eng héichopléisende Wahlcampagne lancéiert mam Zil Frankräich bis 2026 voll ze decken, an deen Dag wäert d'IGN DEM korrekt sinn a gratis bei 1x1x1m Intervalle. ...

D'DEM weist d'Héicht vum Buedem: D'Héicht vun der Infrastruktur (Gebaier, Brécken, Hecken, asw.) gëtt net berücksichtegt. Am Bësch ass dat d'Héicht vun der Äerd um Fouss vun de Beem, d'Uewerfläch vum Waasser ass d'Uewerfläch vun der Küst fir all Reservoir méi grouss wéi een Hektar.

All Punkten an enger Zell hunn déi selwecht Héicht, also um Rand vum Cliff, wéinst der Onsécherheet vun der Dateiplaz, zesummegefaasst mat der Onsécherheet vun der Plaz, kann déi extrahéiert Héicht d'selwecht sinn wéi d'Nopeschzell.

D'GPS Positionéierungsgenauegkeet ënner idealen Empfangsbedéngungen ass an der Uerdnung vu 4,5 m bei 90%. Dës Leeschtung gëtt mat de leschten GPS Empfänger (GPS + Glonass + Galileo) gesinn. Dofir ass d'Genauegkeet 90 Mol aus 100 tëscht 0 an 5 m (kloeren Himmel, ausser Masken, ausser Canyonen, etc.) vun der realer Plaz. d'Benotzung vun engem DEM mat enger 1 x 1 m Zell ass kontraproduktiv.well d'Chancen op de richtege Gitter ze sinn seelen. Dëse Choix wäert de Prozessor iwwerwältegt ouni wierkleche Plusvalue!

Fir en DEM ze kréien deen an:

• TwoNav GPS: CDEM op 5 m (RGEALTI).

• Garmin GPS: Sonny Datebank

  Léiert wéi Dir Ären eegene DEM fir TwoNav GPS erstellt. Niveaukurven kënne mat Qgis Software extrahéiert ginn.

Bestëmmt d'Héicht mat GPS

Eng Léisung kéint sinn d'DEM-Datei an Äre GPS-Navigator ze lueden, awer d'Héicht ass nëmmen zouverlässeg wann d'Gitter an der Gréisst reduzéiert ginn a wann d'Datei korrekt genuch ass (horizontal a vertikal).

Fir eng gutt Iddi vun der Qualitéit vun der DEM ze kréien, ass et genuch fir zum Beispill d'Relief vun engem Séi ze visualiséieren oder e Wee ze bauen deen de Séi kräizt an d'Héichten an engem 2D Sektioun beobachten.

Bild: LAND Software, Vue vum Lake Gerardmer an 3D Vergréisserung x XNUMX mat korrekt DEM. D'Projektioun vu Meshën op den Terrain weist déi aktuell DEM-Limite.

Bild: LAND Programm, Vue op de Gérardmer Séi "BOG" an 2D mat der korrekter DTM.

All modern "gutt Qualitéit" GPS-Geräter hunn e Kompass an en digitale barometresche Sensor, also e barometresche Héichtmeter; Mat dësem Sensor kënnt Dir eng präzis Héicht kréien, wann Dir d'Héicht op engem bekannte Punkt setzt (Garmin Empfehlung).

D'Héicht Onpräzis, déi vum GPS zur Verfügung gestallt gëtt zënter dem Advent vum GPS huet d'Entwécklung vun Hybridiséierungsalgorithmen fir Loftfaart gefuerdert, déi Barometer Héicht a GPS Héicht benotzen fir eng korrekt geographesch Positioun ze bidden. Héicht. Et ass eng zouverlässeg Héichtléisung an déi léifste Wiel vu GPS Hiersteller, optimiséiert fir TwoNav Outdoor Praxis. an Garmin.

Bei Garmin gëtt d'GPS-Offer no dem Benotzerprofil agefouert (Outdoor, Vëlo, Mountainbike, etc.), Dofir ass et wichteg d'Benotzerhandbuch an den After-sales Service ze referenzéieren.

Déi optimal Léisung ass Äre GPS op d'Optioun ze setzen:

• Héicht = Barometer + GPS, wann GPS et erlaabt,
• Héicht = Barometer + DTM (MNT) wann GPS et erlaabt.

An alle Fäll, fir e GPS ausgestatt mat engem Barometer, manuell de Barometer op seng Minimum Héicht um Startpunkt. An de Bierger ⛰ op laang Lafen, muss den Astellung nei gemaach ginn, virun allem am Fall vun Temperatur- a Wiederschwankungen.

E puer Garmin GPS-optimiséiert Vëlo-Geräter setzen automatesch d'barometresch Héicht op bekannten Héichtwaypoints zréck, wat eng besonnesch intelligent Léisung fir Mountainbike ass. Allerdéngs muss de Benotzer informéieren, zum Beispill, ier d'Héicht vun de Pässen an ënnen vum Dall verloossen; um Réckwee wäert den Héichdifferenz genau sinn 👍.

Am Barometer + (GPS oder DTM) Modus enthält den Hiersteller en automateschen Barometer Upassung Algorithmus baséiert op dem Prinzip datt den Opstig gesi vum Barometer, GPS oder DEM muss konsequent sinn: dëse Prinzip bitt grouss Flexibilitéit fir d'Benotzer an ass gutt gëeegent fir Outdoor Aktivitéiten.

Wéi och ëmmer, de Benotzer sollt d'Aschränkungen bewosst sinn:

• De GPS baséiert op der Geoid, also wann de Benotzer duerch kënschtlech Terrain bewegt (zum Beispill op Schlakendumps), ginn d'Korrekturen verzerrt,
• D'DEM weist de Wee um Terrain, wann de Benotzer e groussen Deel vun der mënschlecher Infrastruktur (Viadukt, Bréck, Foussgängerbrécken, Tunnel, asw.) léint, ginn d'Upassunge kompenséiert.

Dofir ass déi optimal Prozedur fir eng genee Héicht Erhéijung wéi follegt:

1️⃣ Upasst de barometresche Sensor am Ufank. Ouni dës Astellung ginn d'Héichten ëmgewandelt (verréckelt), den Niveaudifferenz wäert richteg sinn, wann den Drift duerch d'Wieder kleng ass (kuerz Streck ausserhalb vun de Bierger). Fir Garmin Famill GPS Benotzer, "gpx" Héichten gi vu Garmin a Strava fir d'Gemeinschaft benotzt, also ass et léiwer de korrekten Héichtprofil an d'Datebank anzeginn.

2️⃣ Fir den Drift (Feeler an Héicht an Héicht) duerch Wiederkonditiounen op laange Reesen (> 1 Stonn) an an de Bierger ze reduzéieren:

• Focus op de Choix Barometer + GPS, ausserhalb Beräicher mat kënschtlech Relief (Dump Beräicher, kënschtlech Hiwwelen, etc.),
• Focus op de Choix Barometer + DTM (MNT)wann Dir en IGN DTM (5 x 5 m Gitter) oder Sonny DTM (Frankräich oder Europa) ausserhalb vun enger Streck installéiert hutt, déi e wesentlechen Deel vun der Infrastruktur benotzt (Foussgängerbrécke, Iwwergäng, etc.).

Entwécklung vun engem Héicht Ënnerscheed

Den Héichtproblem, deen an de viregten Zeilen beschriwwen ass, manifestéiert sech am meeschten nodeems se beobachtet hunn datt den Ënnerscheed an der Héicht tëscht den zwee Praktiker anescht ass oder variéiert ofhängeg ob et op GPS gelies gëtt oder an enger Applikatioun wéi STRAVA (kuckt STRAVA Hëllef) zum Beispill.

Als éischt musst Dir Äre GPS ofstëmmen fir déi zouverlässeg Héicht ze bidden.

Et ass relativ einfach den Ënnerscheed an den Niveauen ze kréien andeems Dir d'Kaart liest, dacks ass den Dokter limitéiert fir den Ënnerscheed tëscht de Punkte vun extremen Dimensiounen ze bestëmmen, obwuel, fir präzis ze sinn, et néideg ass déi positiv Konturlinnen ze zielen fir d'Zomm ze kréien .

Et gi keng horizontale Linnen an der digitaler Datei, d'GPS Software, d'Streckplotapplikatioun oder d'Analysesoftware ass konfiguréiert fir "Schrëtt oder Héicht-Inkremente akkumuléieren".

Dacks kann "keng Akkumulation" konfiguréiert ginn:

• an TwoNav sinn d'Astellungsoptioune fir all GPS gemeinsam
• bei Gamin sollt Dir d'Benotzerhandbuch an den After-Sales-Service konsultéieren (all Modell huet seng eege Charakteristiken no dem typesche Benotzerprofil)
• d'OpenTraveller App huet eng Optioun déi proposéiert d'Sensibilitéitsschwell unzepassen fir den Héichtdifferenz ze bestëmmen.

Jiddereen huet seng eege Léisung 💡.

Websäiten oder Software fir online Analyse ustriewen Héicht ze ersetzen aus "gpx" Dateien mat hiren eegene Héichdaten.

Beispill: STRAVA huet eng "gebierteg" Héichtmeterdatei erstallt mat Héichten ofgeleet vu Bunnen ofgeleet vu GPS bekannt fir STRAVA an ass mat engem barometresche Sensor ausgestatt.Déi adoptéiert Léisung geet dovunner aus, datt de GPS dem STRAVA bekannt ass, also am Moment ass en haaptsächlech aus der GARMIN-Gamme kritt, an d'Zouverlässegkeet vun der Datei geet dovunner aus, datt all Benotzer sech ëm eng manuell Héicht zréckgesat huet. .

Wat déi praktesch Konsequenzen ugeet, stellt sech de Problem virun allem bei Gruppewanderungen op, well all Participant 🚵 mierkt datt hiren Héichtënnerscheed anescht ass wéi den Niveau vun aneren Participanten, jee no der Aart vu GPS, oder et ass e virwëtzeg Benotzer deen et net versteet firwat den Ënnerscheed GPS Héicht ass, Analyse Software oder STRAVA ass anescht.

An der perfekt sanéierter STRAVA Welt sollen all Member vun der GPS GARMIN Benotzergrupp am Prinzip déi selwecht Héicht op hirem GPS an op hirem STRAVA gesinn. Et ass logesch datt den Ënnerscheed awer nëmmen duerch d'Héicht Upassung erkläert ka ginn näischt confirméiert de gemellt Héicht Ënnerscheed ass richteg.

Et ass logesch, datt e Member vun dëser Benotzergrupp, deen e GPS huet, deen dem STRAVA net bekannt ass, dee selwechten Héichtenënnerscheed op STRAVA soll gesinn wéi seng Assistenten, obwuel den Niveaudifferenz, dee vu sengem GPS ugewise gëtt, anescht ass. Hie kann seng Hardware Schold maachen, déi trotzdem richteg funktionnéiert.

Deen nooste richtege Wäert vum Héichdifferenz gëtt nach ëmmer a FRANKRIKE oder BELGIEN kritt wann Dir d'IGN Kaart liest., d'Inbetreiung vun engem méi fortgeschratt Geoid wäert d'Landmark lues a lues a Richtung GNSS bewegen

GNSS: Geolocation and Navigation Using a Satellite System: Bestëmmung vun der Positioun an der Geschwindegkeet vun engem Punkt op der Uewerfläch oder an der direkter Ëmgéigend vun der Äerd duerch d'Veraarbechtung vu Radiosignaler vu verschiddene kënschtleche Satellitten, déi op deem Punkt opgeholl goufen.

Wann Dir op Software oder eng Applikatioun vertrauen musst fir den Héichtdifferenz ze kréien, musst Dir dës Software upassen fir de Akkumulationsschrëttwäert unzepassen no de Konturlinne vun der IGN Kaart vum Site, dat heescht 5 oder 10 m. E klenge Schrëtt wäert zu engem Drëps all kleng spréngt oder Iwwergank zu stousse ginn, a Vize versa, e Schrëtt ze héich wäert den Opstig vun klengen Hiwwele läschen.

Nodeems Dir dës Empfehlungen ugewannt hutt, weist d'Experiment vum Auteur datt d'Héichtwäerter, déi mat GPS oder Analysesoftware mat engem zouverléissege DEM ausgestatt sinn, am "korrekte" Beräich bleiwen, unzehuelen datt d'IGN Kaart och seng eege Onsécherheeten huetam Verglach mat der Schätzung kritt mat der IGN Kaart 1 / 25.

Op der anerer Säit ass de Wäert publizéiert vun STRAVA normalerweis iwwerschratt. D'Methode benotzt vun STRAVA, baséiert op de "Feedback" vun de Benotzer, erlaabt Iech theoretesch eng séier Konvergenz zu Wäerter virauszesoen, déi ganz no un der Wourecht sinn, déi, ofhängeg vun der Unzuel vun de Besucher, schonn am BikePark stattfannen sollen oder ganz beschäftegt Bunnen!

Fir dee Punkt konkret ze illustréieren, hei eng Analyse vun enger zoufälleger Streck op enger 20 km laanger Hiwwelstrooss. Déi "barometresch" GPS Héicht gouf virum Depart festgeluecht, et bitt d'"Barometresch + GPS" Héicht, den DTM ass en zouverléissege DTM deen nei designt gouf fir korrekt ze sinn. Mir sinn ausserhalb vun der Géigend wou STRAVA en zouverlässeg Héichtprofil kéint hunn.

Dëst ass eng Illustratioun vun enger Streck wou den Ënnerscheed tëscht IGN a GPS dee gréissten ass an den Ënnerscheed tëscht IGN a STRAVA dee klengste ass. d'Distanz tëscht GPS an STRAVA ass 80m, an déi richteg "IGN" ass tëscht hinnen.

Héichten
Fort	Arrivée	Max	Grouwe	Héicht	Ofwäichung / IGN
GPS (Barriär + GPS)	122	124	150	98	198	-30
Héicht Upassung op DTM	122	122	150	98	198	-30
IESSBAREN	280	51 +
IGN Kaarten	122	122	148	99	228,5	0