स्वच्छ जीपीएस ट्रैक कैसे रिकॉर्ड करें?

यदि आपने कभी अपने जीपीएस को करीब से देखा है, तो आपने देखा होगा कि यह कॉन्फ़िगरेशन सेटिंग्स से भरा हुआ है। जब आपने पहली बार मानचित्र पर सभी उत्पन्न "अस्थिर" बिंदुओं द्वारा रिकॉर्ड किए गए अंतिम ट्रैक को देखने का प्रयास किया तो आप आश्चर्यचकित हो सकते हैं।

अजीब, अजीब. क्या आपने अजीब कहा?

खैर, यह उतना अजीब नहीं है, लेकिन अचानक यह जीपीएस की वास्तविकता को सटीक रूप से पुन: पेश करने की क्षमता के बारे में बहुत कुछ कहता है।

वास्तव में, एक जीपीएस के साथ जो आपको डेटा लॉगिंग की आवृत्ति निर्धारित करने की अनुमति देता है, हमारे पास सबसे तेज़ नमूना चुनने का अंतर्ज्ञान होगा। हम खुद से कहते हैं: जितने अधिक अंक, उतना बेहतर!

लेकिन क्या वास्तव में वास्तविकता के जितना करीब हो सके एक निशान प्राप्त करना एक अच्छा विकल्प है? 🤔

आइए करीब से देखें, यह थोड़ा तकनीकी है (इसमें कोई अभिन्न अंग नहीं हैं, चिंता न करें...) और हम आपके साथ रहेंगे।

त्रुटि की सीमा का प्रभाव

डिजिटल दुनिया में, परिमाणीकरण की अवधारणा का हमेशा कम या ज्यादा अस्पष्ट प्रभाव होता है।

अजीब तरह से, जो सबसे अच्छा विकल्प प्रतीत हो सकता है, अर्थात् उच्च ट्रैकपॉइंट रिकॉर्डिंग दर का उपयोग करना, वह प्रतिकूल हो सकता है।

परिभाषा: FIX उपग्रहों से स्थिति (अक्षांश, देशांतर, ऊंचाई) की गणना करने के लिए GPS की क्षमता है।

[माप अभियान के बाद पूरे अटलांटिक में प्रकाशन] (https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/13658816.2015.1086924) इंगित करता है कि सबसे अनुकूल स्वागत स्थितियों के तहत यह नीला नीला है। आकाश 🌞 और जीपीएस को क्षितिज के 360° दृश्य क्षेत्र में रखा गया है, ** 3,35% मामलों में FIX सटीकता 95 मीटर है, **

⚠️ विशेष रूप से, लगातार 100 फिक्स के साथ, आपका जीपीएस आपको आपके वास्तविक स्थान से 0 और 3,35 मीटर के बीच 95 बार और 5 बार बाहर जियोलोकेट करता है।

लंबवत रूप से, त्रुटि को क्षैतिज त्रुटि का 1,5 गुना माना जाता है, इसलिए 95 में से 100 बार दर्ज की गई ऊंचाई इष्टतम रिसेप्शन स्थितियों के तहत वास्तविक ऊंचाई से +/- 5 मीटर होगी, जो जमीन के पास अक्सर मुश्किल होती है।

इसके अलावा, विभिन्न उपलब्ध प्रकाशनों से पता चलता है कि एकाधिक तारामंडल 🛰 (जीपीएस + ग्लोनास + गैलीलियो) से रिसेप्शन जीपीएस क्षैतिज सटीकता में सुधार नहीं करता है।

दूसरी ओर, उपग्रहों के कई समूहों के सिग्नल की व्याख्या करने में सक्षम जीपीएस रिसीवर में निम्नलिखित सुधार होंगे:

1. पहले FIX की अवधि को कम करना, क्योंकि जितने अधिक उपग्रह होंगे, उनका रिसीवर उतना ही बड़ा होगा, एक बार लॉन्च होने के बाद,
2. कठिन स्वागत स्थितियों में स्थिति की सटीकता में सुधार। यह शहर (शहरी घाटियों), पहाड़ी इलाकों में घाटी के निचले भाग में या जंगल में होता है।

आप इसे अपने जीपीएस से आज़मा सकते हैं: परिणाम स्पष्ट और पूर्ण है।

जीपीएस चिप सामान्य रूप से हर सेकंड FIX सेट करती है।

लगभग सभी साइक्लिंग या आउटडोर जीपीएस आपको यह समायोजित करने की अनुमति देते हैं कि ट्रैक (जीपीएक्स) पर ये फिक्स कितनी बार लिखे गए हैं। या तो वे सभी रिकॉर्ड किए गए हैं, विकल्प प्रति सेकंड 1 बार है, या जीपीएस एन में से 1 लेता है (उदाहरण के लिए, हर 3 सेकंड), या समायोजन दूर से किया जाता है।

प्रत्येक FIX स्थिति (अक्षांश, देशांतर, ऊंचाई, गति) निर्धारित करने के लिए है; दो FIXes के बीच की दूरी एक वृत्त के चाप (ग्लोब 🌎 की परिधि पर स्थित) की गणना करके प्राप्त की जाती है जो दो क्रमिक FIXes से होकर गुजरता है। कुल चल रही दूरी इन दूरी अंतरालों का योग है।

मूल रूप से, सभी जीपीएस ऊंचाई के बिना तय की गई दूरी जानने के लिए यह गणना करते हैं, फिर वे ऊंचाई सुधार को एकीकृत करते हैं। ऊंचाई के लिए भी ऐसी ही गणना की जाती है।

तो: जितना अधिक FIX होगा, उतना अधिक रिकॉर्ड वास्तविक पथ का अनुसरण करेगा, लेकिन क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर स्थिति त्रुटि भाग उतना ही अधिक एकीकृत होगा।

चित्रण: हरे रंग में तर्क को आसान बनाने के लिए एक सीधी रेखा में वास्तविक पथ है, लाल रंग में 1 हर्ट्ज पर GPS FIX है, जिसमें प्रत्येक FIX के आसपास स्थिति अनिश्चितता होती है: वास्तविक स्थिति हमेशा इस सर्कल में होती है, लेकिन केंद्रित नहीं होती है। , और नीले रंग में GPX में अनुवाद है अगर यह हर 3 सेकंड में किया जाता है। बैंगनी जीपीएस द्वारा मापी गई ऊंचाई त्रुटि को इंगित करता है ([इसे ठीक करने के लिए यह ट्यूटोरियल देखें] (/ब्लॉग/ऊंचाई-जीपीएस-स्ट्रैवा-गलत)।

आदर्श स्वागत स्थितियों के तहत 4% मामलों में स्थिति अनिश्चितता 95 मीटर से कम है। पहला परिणाम यह है कि दो क्रमिक FIXs के बीच, यदि विस्थापन स्थिति अनिश्चितता से कम है, तो उस FIX द्वारा दर्ज किए गए विस्थापन में उस अनिश्चितता का एक बड़ा अंश होता है: यह है माप शोर.

उदाहरण के लिए, 20 किमी/घंटा की गति से, आप प्रति सेकंड 5,5 मीटर आगे बढ़ रहे हैं; हालाँकि सब कुछ सही है, आपका जीपीएस 5,5m +/- Xm के विस्थापन को माप सकता है, X मान 0 और 4m के बीच होगा (4m की स्थिति अनिश्चितता के लिए), इसलिए यह इस नए FIX को पिछले वाले से 1,5m और 9,5m के बीच की स्थिति में रखेगा। सबसे खराब स्थिति में, इस दूरी तय किए गए नमूने की गणना त्रुटि +/- 70% तक पहुंच सकती है, जबकि जीपीएस प्रदर्शन वर्ग उत्कृष्ट है!

आपने शायद पहले ही देखा है कि मैदान पर और अच्छे मौसम में एक स्थिर गति से, आपके ट्रैक के बिंदु समान रूप से नहीं होते हैं: गति जितनी कम होती है, उतनी ही अधिक वे विचलन करते हैं। 100 किमी/घंटा पर, त्रुटि का प्रभाव 60% कम हो जाता है, और 4 किमी/घंटा पर, एक पैदल यात्री की गति 400% तक पहुंच जाती है, यह पर्यटक के जीपीएक्स ट्रैक का निरीक्षण करने के लिए पर्याप्त है, केवल यह देखने के लिए कि यह हमेशा बहुत "जटिल"।

फलस्वरूप :

• रिकॉर्डिंग आवृत्ति जितनी अधिक होगी,
• और गति उतनी ही कम होगी
• प्रत्येक FIX की दूरी और ऊँचाई उतनी ही अधिक ग़लत होगी।

अपने GPX पर सभी FIXES लिखकर, एक घंटे या 3600 रिकॉर्ड के भीतर, आपने क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर जीपीएस त्रुटि का 3600 गुना हिस्सा जमा कर लिया है, उदाहरण के लिए, आवृत्ति को 3 गुना कम कर दिया है। 1200 से अधिक बार हो.

👉 एक और बात: जीपीएस ऊर्ध्वाधर सटीकता अधिक नहीं है, बहुत अधिक रिकॉर्डिंग आवृत्ति इस अंतर को बढ़ाएगी 😬।

जैसे-जैसे गति बढ़ती है, स्थिति अनिश्चितता के संबंध में धीरे-धीरे दो क्रमिक FIXs के बीच तय की गई दूरी प्रभावी हो जाती है। आपके ट्रैक पर दर्ज सभी क्रमिक FIXES के बीच की कुल दूरी और ऊँचाई, यानी उस पाठ्यक्रम की कुल दूरी और ऊर्ध्वाधर प्रोफ़ाइल, स्थान अनिश्चितता से कम और कम प्रभावित होगी।

इन अवांछनीय प्रभावों का प्रतिकार कैसे करें?

आइए गतिशीलता के लिए गति वर्गों की परिभाषा से शुरुआत करें:

1. 🚶🚶‍♀समूह पदयात्रा, औसत गति कम है, लगभग 3-4 किमी/घंटा या 1 मीटर/सेकेंड।
2. 🚶 स्पोर्ट्स हाइकिंग मोड में, औसत गति वर्ग 5 से 7 किमी/घंटा है, यानी लगभग 2 मीटर/सेकेंड।
3. 🏃 ट्रेल या रनिंग मोड में, सामान्य गति वर्ग 7 से 15 किमी/घंटा के बीच होता है, यानी लगभग 3 मीटर/सेकेंड।
4. 🚵 माउंटेन बाइक पर हम औसत गति 12 से 20 किमी/घंटा या लगभग 4 मीटर/सेकेंड मान सकते हैं।
5. 🚲 सड़क पर वाहन चलाते समय गति 5 से 12 मीटर/सेकेंड तक अधिक होती है।

कि लंबी पैदल यात्रा इसलिए, 10 से 15 मीटर की वृद्धि में रिकॉर्डिंग असाइन करना आवश्यक है, जीपीएस अशुद्धि त्रुटि को 300 के बजाय केवल प्रति घंटे 3600 बार (लगभग) माना जाएगा, और स्थिति त्रुटि का प्रभाव, जो अधिकतम 4 मीटर गुणा 1 मीटर से अधिकतम 4 मीटर गुणा 15 मीटर तक बढ़ जाता है, 16 के कारक से कम हो जाएगा। ट्रैक अधिक चिकना और साफ होगा, माप शोर को ध्यान में रखा जाता है। 200 के गुणक से विभाजित करें! हर 10-15 मीटर पर पॉइंटिंग करने से लेस में पिन रिकवरी नहीं मिटेगी, यह बस थोड़ा अधिक खंडित और कम शोर वाला होगा।

कि ट्रेल्स 11 किमी/घंटा की औसत गति मानते हुए, एक समय चरण रिकॉर्डिंग जो हर सेकंड 1 से हर 1 सेकंड में 5 में बदलती है, रिकॉर्ड की संख्या 3600 से घटाकर 720 प्रति घंटे कर देती है, और हर 4 मिनट में 3 मीटर की अधिकतम (संभव) त्रुटि हर 4 मीटर में 15 मीटर हो जाती है (यानी 130% से 25% तक!)। रिकॉर्ड किए गए ट्रेस द्वारा त्रुटियों का लेखांकन लगभग 25 गुना कम हो जाता है। एकमात्र नकारात्मक पक्ष यह है कि मजबूत वक्रता के जोखिम वाले पथों को थोड़ा खंडित किया गया है। « जोखिम '**, क्योंकि हालांकि यह एक निशान है, वक्रों पर गति अनिवार्य रूप से कम हो जाएगी, और इसलिए दो क्रमिक सुधार करीब आ जाएंगे, जो विभाजन के प्रभाव को कमजोर कर देगा।

माउंटेन बाइकिंग कम गति (<20 किमी/घंटा) और मध्यम गति (> 20 किमी/घंटा) के बीच के जंक्शन पर है, धीमी गति वाले ट्रैक के मामले में बहुत (<15 किमी/घंटा) धीमी - आवृत्ति 5 है एस। एक अच्छा समझौता है (ट्रेल सहित), यदि यह एक XC प्रकार प्रोफ़ाइल (>15 किमी/घंटा) है, तो 3s रखना एक अच्छा समझौता लगता है। उच्च गति (डीएच) उपयोग प्रोफ़ाइल के लिए, लिखने की गति के रूप में एक या दो सेकंड का चयन करें।

15 किमी/घंटा की गति के लिए, 1 से 3 सेकंड तक ट्रैक रिकॉर्डिंग आवृत्ति चुनने से जीपीएस त्रुटि का हिसाब-किताब लगभग 10 गुना कम हो जाता है। चूंकि टर्निंग त्रिज्या सैद्धांतिक रूप से गति से संबंधित है, तंग हेयरपिन या मोड़ में सटीक प्रक्षेपवक्र पुनर्प्राप्ति से समझौता नहीं किया जाएगा।

निष्कर्ष

बाहरी गतिविधियों और साइकिल चलाने के लिए उपलब्ध जीपीएस के नवीनतम संस्करण लेख की शुरुआत में उद्धृत अध्ययन में देखी गई स्थान सटीकता प्रदान करते हैं।

अपनी औसत चलती गति के लिए रिकॉर्डिंग आवृत्ति को अनुकूलित करके, आप अपने जीपीएक्स ट्रैक की दूरी और ऊंचाई की त्रुटि को काफी कम कर देंगे: आपका ट्रैक स्मूथ होगा, ट्रैक पर अच्छी तरह से चिपक जाएगा।

प्रदर्शन आदर्श स्वागत स्थितियों पर आधारित है जब ये स्वागत स्थितियाँ खराब हो जाती हैं 🌧 (बादल, चंदवा, घाटी, शहर)। स्थिति अनिश्चितता तेजी से बढ़ती है, कम गति पर उच्च FIX रिकॉर्डिंग आवृत्ति के अवांछित प्रभाव बढ़ जाएंगे।

उपरोक्त छवि केवल GPX फ़ाइल में FIX ट्रांसमिशन आवृत्ति के प्रभाव को देखने के लिए बिना मास्क के खुले मैदान में संगीन के मार्ग को दिखाती है।

ये 10 किमी/घंटा ट्रेल (दौड़) वर्कआउट के दौरान रिकॉर्ड किए गए चार ट्रैक हैं। इन्हें एक वर्ष के दौरान यादृच्छिक रूप से चुना गया था। FIX द्वारा हर 3 सेकंड में तीन रिकॉर्ड (ट्रेस) लोड किए जाते हैं और हर 5 सेकंड में एक FIX लोड किया जाता है।

पहला अवलोकन: संगीन के पारित होने के दौरान प्रक्षेपवक्र की वसूली खराब नहीं होती है, जिसे प्रदर्शित किया जाना था। दूसरा अवलोकन: सभी देखे गए "छोटे" पार्श्व विचलन 3 सेकंड के बाद "चयनित" निशानों पर मौजूद होते हैं। 1 एस और 5 एस (इस गति सीमा के लिए) पर रिकॉर्ड किए गए निशानों की तुलना करने पर वही अवलोकन प्राप्त होता है, 5 सेकंड (इस गति सीमा के लिए) से अलग किए गए FIX के साथ बनाया गया एक निशान, साफ है, कुल दूरी और ऊंचाई का अंतर वास्तविक मूल्य के करीब होगा।

तो एक माउंटेन बाइक पर, जीपीएस स्थिति रिकॉर्डिंग आवृत्ति 2s (DH) से 5s (सवारी) के बीच सेट की जाएगी।

📸 एएसओ / ऑरेलियन वायलेट - क्रिस्टियन कैसल / टीडब्ल्यूएस