Hoe uw GPS op u liegt

Ooit een rit van een eeuw achter de rug, alleen om te zien dat je GPS 99 mijl leest? Of vraag je je af waarom de gemiddelde snelheid en de totale hoogtegroei in je Strava-activiteit anders zijn dan die van een vriend, ook al deed je dezelfde rit?

Je bent niet alleen. Van de fietsen fora voor die van sociale fitness-apps zoals Strava en Garmin Connect, rijders willen antwoorden op waarom GPS-apparaten, allemaal gebaseerd op dezelfde satellietgeoriënteerde locatiesystemen, zo vaak lijken te verschillen.

Onze collega's bij Runner's World schreef onlangs over dergelijke GPS-fouten, waarbij hij zich concentreerde op een recente journalistieke studie waaruit bleek dat GPS-apparaten uw werkelijke afstand altijd overschatten, maar deze fouten zijn slechts een deel van het verhaal.

GPS-leugens, als we ze dat willen noemen, zijn afgeleid van een aantal problemen en beïnvloeden meetwaarden van afstand tot gemiddelde snelheid tot hoogtewinst. "Elk verschil heeft een andere driver", legt profwielrenner Elle Anderson uit, die als onderdeel van Strava's klantondersteuningsteam elke dag met deze vragen omgaat. Door GPS te gebruiken, "werken we volgens een systeem dat tot op zekere hoogte onnauwkeurig is", zegt ze.

Als u de redenen begrijpt waarom GPS-afwijkingen optreden, kunt u een fout oplossen of ermee leren leven totdat er een beter alternatief beschikbaar is.

Hoe GPS-tracking werkt
GPS-apparaten verzamelen gegevens van een groep van 27 satellieten die twee keer per dag om de aarde draaien, volgens de exacte trajecten zodat op elk moment op een bepaalde locatie op aarde er ten minste vier zichtbaar zijn.

Die satellieten zenden radiogolfsignalen uit die door uw apparaat worden opgepikt. Op basis van het tijdsverschil tussen het verzenden en ontvangen van de golf, berekent een GPS-eenheid hoe ver weg elke satelliet is en gebruikt deze informatie om uw locatie te bepalen - een proces dat trilateratie wordt genoemd.

Fouten van afstand
Meetfout: Als u ooit een GPS-bestand hebt gedownload om te zien dat uw pad op de kaart evenwijdig is aan een weg, maar niet echt, is dat een meetfout, zoals weergegeven in dit Garmin Connect-bestand van een recente rit om de GPS-nauwkeurigheid te testen.

Deze kaart, gedownload als onderdeel van een .fit-bestand van een Garmin Edge 500 met oudere firmware, toont meetfouten. De Flagstaff Summit Road is een uitweg, maar let op hoe het deel van de route met de zwarte cirkel op zo'n 50 meter van de weg zelf ligt.

Satellietsignalen reizen door onze atmosfeer, wat ze enigszins vertraagt. Fabrikanten van GPS-apparaten compenseren dat met algoritmen, maar zelfs dan kan de meest geavanceerde onder hen uw positie slechts binnen drie tot vijf horizontale meters benaderen; de meeste zijn alleen nauwkeurig tot op een diameter van 10 meter.

Interpolatiefout: Als je ooit een GPS-bestand hebt gedownload dat je pad rond een curve weergeeft als een rare reeks schokkerige rechte lijnen, heb je een interpolatiefout ondervonden. GPS-apparaten meten uw locatie alleen met tussenpozen, dus uw pad eindigt met een reeks afzonderlijke punten. Software verbindt deze punten doorgaans met rechte lijnen, zelfs als uw route gebogen is. De meeste software, zoals Strava of Garmin Connect, kan corrigeren om bekende wegen te volgen, maar als uw bemonsteringsinterval niet snel genoeg is, kan het pad ten onrechte rekening houden met de afstand.

Hier is een voorbeeld van een interpolatiefout, waarbij een route die een vloeiende curve moet zijn die de weg volgt, in plaats daarvan een reeks rechte lijnen is die abrupt veranderen.

Andere fouten: De nauwkeurigheid van GPS varieert ook met de signaalsterkte, de hardware-integriteit en zelfs of uw firmware is bijgewerkt. Bepaalde instellingen kunnen ook de nauwkeurigheid beïnvloeden: als u uw apparaat instelt op autopauze wanneer u stopt met bewegen, moet u een bepaalde afstand continu bewegen voordat het systeem opnieuw begint te meten. Er is ook datacorruptie. Iedereen die een .fit-bestand heeft geüpload, weet dat het soms onleesbaar is, en zelfs als het leesbaar is, vallen er ruisgegevens weg of worden deze op rare plekken toegevoegd (nee, je hebt niet onmiddellijk en tijdelijk vertraagd tot 5 mph bij een andere afname van 35 mph ).

Fouten van hoogte
Barometrische drift: GPS-apparaten kunnen elevatie op twee manieren aflezen. De meest gebruikelijke voor fietscomputers is met een ingebouwde barometrische hoogtemeter, die veranderingen in barometrische (aka lucht) druk gebruikt om hoogtewijzigingen te berekenen. Maar de barometrische druk verandert ook op basis van het weer en de temperatuur, dus het zal altijd een beetje afwijken. "Hoogtewinsten zijn relatief, niet absoluut", benadrukt Anderson. "[En] als je je Garmin uit je warme huis haalt en naar buiten gaat en 30 graden rijdt, flitst het de eerste paar minuten."

Een GPS zonder barometrische hoogtemeter, zoals een telefoonapp, gebruikt uw positie en een waarde die een verwijzingsellips wordt genoemd om de hoogte te berekenen, maar deze is vaak onnauwkeurig: een van de belangrijkste redenen waarom Garmin Connect en Strava hoogtecorrecties bieden wanneer u een bestand downloadt.

Database algemeenheid: Hoogtecorrectiefuncties vergelijken uw route met een lijst met bekende hoogtes. Strava gebruikt bijvoorbeeld US Geological Survey-gegevens, zegt Anderson: Het overlapt in wezen een kaart met een raster van 10 vierkante meter tegels, elk toegewezen aan een hoogtewaarde op basis van de gemiddelde hoogte van het totale gebied. Dus in bijzonder steil terrein is de werkelijke hoogte waarschijnlijk hoger (of lager) dan de tegelwaarde. Daarom schakelen Strava en Garmin Connect hoogtecorrecties uit bij het downloaden van een apparaat met een barometrische hoogtemeter: de verzamelde gegevens zijn meestal nauwkeuriger.

Het resultaat
Vanwege al deze fouten, zal uw GPS elke keer dat u een bepaalde rit doet, iets verschillende gegevenssets produceren. En als jij en een vriend dezelfde rit doen, zullen jouw bestanden anders zijn.Elke fout is individueel klein, merkt Anderson op, "maar alles heeft een samenstellend effect van kleine variabelen die elkaar overlappen, dus de cumulatieve fout aan het einde van de activiteit kan enkele minuten of zelfs enkele tienden van een mijl zijn."

Afstand is de meest reguliere fout en volgens een paper dat afgelopen najaar in de. Is gepubliceerd International Journal of Geographic Information Science, de manier waarop GPS vertrouwt op interpolatie betekent bijna altijd dat uw opgenomen afstand langer is dan uw werkelijke afstand.

Hoogtegegevens variëren meestal breder. Een deel daarvan komt naar individuele hardware, inclusief de aanwezigheid of afwezigheid van een barometrische hoogtemeter. Het resultaat kunnen hoogteprofielen zijn die honderden poten van elkaar verschillen over een reeks beklimmingen - vrij belangrijk spul als je bijvoorbeeld ooit Everest op een fiets probeert te proberen.

Maar hoe zit het met mijn segmenten, bro ?! Waarschijnlijk is de grootste zorg van mensen dat GPS-fouten op de een of andere manier hun QOM / KOM-resultaten beïnvloeden. Relax, zegt Anderson: Ten eerste zijn de segmenten meestal zo kort dat de meetfouten veel kleiner zijn dan die in bijvoorbeeld een rit van 60 mijl op een heuvel.

En interpolatie werkt goed voor één belangrijke statistiek: segmenten. Voor segmenttijden analyseert Strava uw activiteitenbestand en selecteert de twee GPS-interpolatiepunten die het dichtst bij het begin en de finsh van een segment liggen (vier punten totaal). Van elk paar punten gebruikt Strava degene die zich het dichtst bij de locatie van de start van het segment bevindt en de afwerking van het segment als uw start- en eindpunt. Je tijd is alleen gebaseerd op de tijdstempels van die twee punten, niet op de cumulatieve meetfouten van alle interpolatiepunten daartussen, zoals bij een volledige activiteit. Er is nog steeds een foutmarge, maar het is in de orde van een paar horizontale meters - en soms kan dat een paar meter in uw voordeel zijn. Herhaal een segment genoeg keer, en het is in wezen een wasbeurt; niets om je druk over te maken.

Ben je nog steeds bezorgd? Anderson zegt dat Strava zich nog in de allereerste fase van een project bevindt dat de meeste GPS-fouten zou kunnen beëindigen. Met behulp van de miljoenen activiteiten die gebruikers hebben geüpload, verzamelt het in feite een enorme database van zijn gebruikers. "Het is zo belangrijk dat als we die verandering doorvoeren, we 100 procent zeker moeten weten dat het een verbetering is", zegt Anderson. "Maar als het gebeurt, betekent dit dat het niet uitmaakt of je solo danste of met een groep, dezelfde rit deed op verschillende dagen of deed met vrienden met verschillende apparaten; als we dezelfde route rijden, krijgen we allemaal dezelfde gegevens. "

Als dat gebeurt, kan er natuurlijk nog steeds een minuscuul foutenniveau zijn. Maar dan spelen we tenminste allemaal op hetzelfde veld.

Wat te doen?
"Ik ben constant verbaasd over hoeveel onze gebruikers geven om de seconden en de voeten en de tienden (van een mijl)," zegt Anderson. Als je de meest nauwkeurige gegevens wilt, zijn hier enkele goede GPS-procedures:

• Update uw firmware: voor mijn GPS-test hierboven heb ik met opzet een oudere Garmin Edge 500 uitgetrokken die ik in jaren niet heb bijgewerkt. Er zijn meerdere redenen waarom het resulterende bestand een fout-gevulde route had, maar oude firmware is er één.

• Krijg een snelheidssensor: het zegt iets dat, wanneer u een sensor aan een GPS-apparaat koppelt, het bijna altijd standaard verzameling van die gegevens aan de snelheidssensor in plaats van GPS. Zorg ervoor dat, indien nodig, de wielmaatkalibratie juist is.

• Upgrade: Nieuwere GPS-eenheden kunnen de WAAS-navigatiehulp van de Federal Air Administration op de achtergrond hebben ingeschakeld en kunnen ook toegang krijgen tot Ruslands GLONASS-satellietnetwerk. Meer satellieten staan ​​voor een preciezere locatie.

• Wijzig uw samplefrequentie: de meeste GPS-apparaten hebben een standaardinstelling van "auto" of "smart" voor het bemonsteringsinterval, maar u kunt ze instellen om de satelliet maximaal eenmaal per seconde te pingen. Minpunten? Sneller branden van de batterij en grotere bestandsgroottes met mogelijk meer ruis.

• Voer bekende hoogtepunten in: als u een aantal punten op uw GPS invoert, zal dit helpen om barometrische drift te compenseren, omdat wanneer u uw GPS op een volgpunt inschakelt dat u vaak bezoekt, het dat opgeslagen hoogtepunt ophaalt en de afstelling kalibreert barometrische hoogtemeter op de bekende waarde, die gemakkelijk wordt bereikt. Op oudere GPS-apparaten kunt u een bepaald aantal bekende punten opslaan; wanneer u een rit start, kijkt het apparaat automatisch of het in de buurt is van een van de punten die u hebt ingevoerd en kalibreert dat. Op nieuwere GPS-apparaten met downloadbare kaarten zijn de hoogtepunten meestal afkomstig van die kaarten.

Eén tip voor het kiezen van bekende punten: gebruik geen stadslimietbord met een hoogte. Het is meestal een willekeurig punt ergens anders in de stad, of alleen de gemiddelde hoogte van de stad. U kunt echter wel gemarkeerde plekken gebruiken, zoals de bovenkant van een pass.

Ga nu fietsen, met of zonder GPS.

Bekijk de video: Todd Humphreys: hoe een GPS voor de gek te houden

Laat Een Reactie Achter