Ρολόγια GPS - Πώς λειτουργούν και γιατί δεν είναι πάντα ακριβείς

πώς λειτουργούν τα ρολόγια gps suunto Suunto Είστε δεμένοι και είστε έτοιμοι να πάτε, αλλά το ρολόι GPS σας έχει κάνει ανυπόμονα να κάνετε τζόκινγκ στη θέση του ενώ αναζητά ένα σήμα. Ή, ίσως γιορτάζετε μετά από έναν αγώνα και παρατηρείτε τα ρολόγια των φίλων σας να εμφανίζουν ελαφρώς διαφορετικές αποστάσεις από τις δικές σας. Ανεξάρτητα από τις λεπτομέρειες, κάποια στιγμή πιθανότατα κοιτάξατε τη συσκευή γυμναστικής που είναι δεμένη στον καρπό σας και αναρωτηθήκατε, "Τι στο διάολο συμβαίνει εκεί, ούτως ή άλλως;"

Είμαστε εκεί μαζί σας. Για να φτάσετε στο κάτω μέρος αυτών των μυστηρίων, ζητήσαμε από κορυφαίους εμπειρογνώμονες στη βιομηχανία ρολογιών γυμναστικής να εξηγήσουν τις ιδιορρυθμίες και τις πολυπλοκότητες αυτών των φορητών, ώστε εσείς - ο χρήστης - να έχετε την καλύτερη εμπειρία στον τομέα.

Τι είναι το GPS και πώς λειτουργεί;

Ας ξεκινήσουμε με τα βασικά. Το ρολόι γυμναστικής σας χρησιμοποιεί GPS - ή Global Positioning System - για να προσδιορίσει την ακριβή τοποθεσία σας μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται triangulation.

"Το Triangulation είναι ένας τρόπος για να προσδιορίσετε τη διαφορά μεταξύ του χρόνου που το ρολόι σας τρέχει να λαμβάνει σήμα GPS και του χρόνου αποστολής του σήματος GPS στο ρολόι σας. Η διαφορά μεταξύ αποστολής και λήψης σήματος GPS καθορίζει πόσο μακριά είναι ο δορυφόρος », εξήγησε ο Dan Lund, Product Marketing Manager της TomTom, στο Digital Trends.

Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται με δορυφόρους που βρίσκονται πιο μακριά από τον δέκτη ρολογιών, ο οποίος εντοπίζει την ακριβή θέση του και συνεχίζει να παρακολουθεί τον δέκτη καθ 'όλη τη διάρκεια της δραστηριότητας.

«Με την ενσωμάτωση της τεχνολογίας GPS σε γυμναστήριο ή αθλητικό ρολόι, το ρολόι μετρά μια σειρά σημείων που χρησιμοποιούνται για την ακριβή εξαγωγή μετρήσεων όπως η απόσταση, η ταχύτητα και ο ρυθμός. Αυτές οι μετρήσεις δίνουν στους δρομείς πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο για την απόδοσή τους σε λειτουργία », πρόσθεσε ο Lund.

Τι γίνεται με την ανύψωση;

Οι πληροφορίες ανύψωσης είναι διαθέσιμες μέσω GPS όπως και η οριζόντια θέση, αλλά ο Lund and Garmin Product Manager Joe Heikes λέει ότι τα δεδομένα είναι συνήθως πολύ θορυβώδη και συνήθως υπολογίζονται μέσω ενός ιστότοπου ή μιας εφαρμογής χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό μοντέλο ανύψωσης.

Για πιο ακριβείς μετρήσεις υψομέτρου, πολλά ρολόγια γυμναστικής χρησιμοποιούν βαρομετρικά υψόμετρα για να μετρήσουν τις αλλαγές πίεσης σε διαφορετικά επίπεδα υψομέτρου κατά τη διάρκεια της προπόνησής σας, παρέχοντας δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με την αλλαγή υψομέτρου. «Αυτή είναι η απόσταση 3D έναντι της 2D απόστασης», εξήγησε ο Lund στο Digital Trends.

«Βάζουμε ένα βαρόμετρο σε όλο και περισσότερα από τα προϊόντα που φορούμε, επειδή επιτρέπει τη λειτουργία« ανέβασμα δαπέδων »», δήλωσε ο Heikes. "Ωστόσο, πιστεύω ότι οι πελάτες πρέπει να καταλάβουν ότι, για τη συντριπτική πλειονότητα των δρομέων, υπάρχει πολύ μικρό όφελος σε αυτήν τη μέτρηση."

Πόση απόσταση χάνεται εάν δεν ληφθεί υπόψη το υψόμετρο;

Προφανώς, όχι πολύ. Ο Heikes παρείχε μερικούς αριθμούς για να δείξει το σημείο του.

«Ένας γρήγορος μαθηματικός έλεγχος δείχνει ότι ένας βαθμός 10 τοις εκατό πάνω από ένα μίλι δημιουργεί μόνο επιπλέον οκτώ μέτρα απόσταση σε σύγκριση με ένα μίλι πάνω από ένα διαμέρισμα. Ενώ μια τάξη 10 τοις εκατό μπορεί να μην ακούγεται πολύ, αυτό θα συνέβαινε επειδή κάποιος δεν στην πραγματικότητα προσπάθησε να ανεβάσει ένα μίλι πάνω από ένα βαθμό 10 τοις εκατό! "

Η ουσία είναι ότι, στις περισσότερες περιπτώσεις, το ποσό της απόστασης που χάθηκε χρησιμοποιώντας 2D αντί για τρισδιάστατη μέτρηση είναι πιθανώς ένα μικρό κλάσμα του ποσοστού.

«Στα περισσότερα προϊόντα [Garmin], δεν λαμβάνουμε υπόψη τις υψομετρικές αλλαγές στους υπολογισμούς απόστασης. Εκτός από σπάνιες περιπτώσεις, πραγματικά δεν έχει σημασία », επεσήμανε ο Heikes.

Γιατί το ρολόι μου δείχνει διαφορετική απόσταση από τους φίλους μου, παρόλο που κάναμε την ίδια διαδρομή;

Αυτό μπορεί να οφείλεται σε διάφορους λόγους. Ο κύριος παράγοντας είναι πιθανό να φοράτε όλοι διαφορετικές συσκευές που χρησιμοποιούν διαφορετικούς τρόπους λήψης, καταγραφής και φιλτραρίσματος του σήματος GPS.

Μπορεί επίσης να παρατηρήσετε μεγαλύτερες αποκλίσεις σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτό οφείλεται σε μικρές διαφορές στα σφάλματα GPS που έχουν συσσωρευτεί σε απόσταση.

«Η επιλογή εξοικονόμησης μπαταρίας που διατίθεται σε ορισμένες συσκευές μπορεί να μειώσει την ακρίβεια της μέτρησης GPS», δήλωσε ο Suunto Product Manager και triathlete, Markus Kemetter to Digital Trends. «Σήμερα, η τεχνολογία GPS έχει αναπτυχθεί για να είναι πολύ καλή και η απόκλιση μεταξύ των συσκευών είναι συχνά κάτω από το ένα τοις εκατό».

Διαφορετικοί αλγόριθμοι που εφαρμόζονται στα δεδομένα δημιουργούν επίσης μικρές αποκλίσεις. «Η εκτέλεση εφαρμογών εξομαλύνει τα δεδομένα για να αυξήσει την ακρίβεια του GPS», εξήγησε ο Lund. "Αυτό μπορεί να επηρεάσει την απόσταση που εμφανίζεται."

Προφανώς, υπάρχει επίσης τεράστια δυνατότητα για ανθρώπινες διαφορές. Τυχόν επιπλέον βήματα που κάνετε - είτε σε σταθμό βοήθειας είτε σε στάση λάκκων στους θάμνους - βασίζονται απευθείας στο ρολόι σας. Δηλαδή, εκτός αν το διακόψετε.

Σε παύση του ρολογιού σας, δεν λαμβάνετε πλέον σήματα GPS, οπότε ο μόνος τρόπος για να αντισταθμίσετε τυχόν απόσταση που χάσατε όταν ξεχάσετε να καταργήσετε την παύση είναι να επεξεργαστείτε χειροκίνητα τη δραστηριότητα στην εφαρμογή.

«Αισθανόμαστε πολύ σίγουροι για τις αποστάσεις κίνησης που υπολογίζονται από τους Garmin Forerunners, και κατά την εμπειρία μου, το σφάλμα απόστασης είναι συνήθως λιγότερο από περίπου 0,7 τοις εκατό, δηλαδή περίπου 11 μέτρα ανά μίλι», είπε ο Heikes και συνέχισε να εξηγεί ότι τα 11 μέτρα οδηγούν σε διαφορά τριών δευτερολέπτων μεταξύ του χρόνου που ηχεί το ρολόι σας και των ηχητικών σημάτων κάποιου άλλου στο δείκτη ενός μιλίου.

Πόσο ισχυρό είναι ένα σήμα GPS;

«Για τους χρήστες στην ξηρά ή στη θάλασσα, ένα σήμα GPS είναι τόσο ισχυρό όσο ένα λαμπτήρα θα ήταν στο μάτι σας όταν βρίσκεται λίγα μίλια μακριά», δήλωσε ο Spirent Head of Marketing Solutions & Services, Simon Loe στο Digital Trends. Επιπλέον, η Spirent είναι μια εταιρεία που κατασκευάζει εξοπλισμό που έχει σχεδιαστεί για να προσομοιώνει συνθήκες ικανές να παρεμβαίνουν σε συσκευές GPS.

Από τους 32 δορυφόρους στο σύστημα GPS, η Loe είπε ότι ένας δέκτης πρέπει να μπορεί να «βλέπει» τουλάχιστον τέσσερις στον ουρανό για να λειτουργεί σωστά. «Ωστόσο, το να βλέπεις περισσότερους δορυφόρους καθιστά ευκολότερο τον καθορισμό μιας πιο ακριβούς θέσης», είπε ο Loe.

Επειδή το σήμα είναι αδύναμο, επηρεάζεται από μια σειρά παραγόντων από φυσικά εφέ, έως παρεμβολές από άλλα σήματα που μεταδίδονται στην περιοχή.

Τι είδους πράγματα προκαλούν παρεμβολές;

Η μεγαλύτερη απειλή για ένα σήμα GPS είναι, πολύ απλά, «πράγματα στο δρόμο». Αυτό περιλαμβάνει ψηλά κτίρια σε αστικές περιοχές και πυκνό κάλυμμα δέντρων στην έρημο.

"Σε φυλλοβόλα δάση, καθώς τα φύλλα πέφτουν το χειμώνα, ένα ρολόι μπορεί να καταγράφει διαφορετικό μονοπάτι από την ίδια διαδρομή που πήρε το καλοκαίρι", δήλωσε ο Loe.

Εμπόδια όπως το έντονο φύλλωμα και οι ουρανοξύστες μειώνουν επίσης ή αποκλείουν εντελώς τα δορυφορικά σήματα GPS. «Δημιουργούν επίσης άλλα προβλήματα, όπως όταν το σήμα αναπηδά από ένα κτίριο πριν φτάσει στο ρολόι, οπότε ο δέκτης GPS στο ρολόι θα σκεφτεί ότι είναι πιο μακριά από τους δορυφόρους από ό, τι είναι πραγματικά», πρόσθεσε ο Heikes.

Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται multi-path, και παρόλο που υπάρχουν αλγόριθμοι που προσπαθούν να αντιμετωπίσουν τις παρεμβολές πολλαπλών διαδρομών, εξακολουθεί να δημιουργεί σφάλματα.

Andrey Armyagov / 123RF Andrey Armyagov / 123RF

Οι ειδικοί συμφωνούν ότι η καλύτερη μέθοδος για την αποφυγή παρεμβολών είναι η εκτέλεση σε μια καθαρή, ανοιχτή περιοχή. Ωστόσο, καταλαβαίνουν ότι αυτό δεν είναι επιλογή για πολλούς, οπότε ορισμένα ρολόγια γυμναστικής διαθέτουν ένα πρόσθετο χαρακτηριστικό που ονομάζεται GLONASS, ένα ρωσικό σύστημα παγκόσμιας τοποθέτησης παρόμοιο με το αμερικανικό GPS.

Η δυνατότητα GLONASS επιτρέπει στο ρολόι να βλέπει τους επιπλέον ρωσικούς δορυφόρους, μειώνοντας έτσι το πιθανό αποτέλεσμα των αποκλεισμένων δορυφόρων GPS. Οι χρήστες πρέπει να λάβουν υπόψη ότι αυτή η λειτουργία κοστίζει στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας του ρολογιού, καθώς πρέπει να στείλει ένα δεύτερο σήμα και δεν παρέχει κανένα όφελος σε όσους έχουν καθαρή θέα στον ουρανό.

Γιατί το ρολόι μου μερικές φορές χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να εντοπίσει ένα σήμα από άλλα;

Εάν χρησιμοποιείτε το ρολόι σας για πρώτη φορά σε μια νέα περιοχή, ενδέχεται να χρειαστεί περισσότερος χρόνος για να σας εντοπίσει από ότι σε ένα σημείο όπου έχετε ήδη παρακολουθήσει μια δραστηριότητα.

"Η ταχύτητα της πρώτης επιδιόρθωσης εξαρτάται από το πόσο καλά η συσκευή γνωρίζει τον τρέχοντα δορυφορικό αστερισμό γύρω σας", δήλωσε ο Kemetter. Οι περισσότερες συσκευές θυμούνται την τελευταία τοποθεσία που χρησιμοποιήθηκε και, επομένως, σας βρίσκουν γρηγορότερα κατά την ενεργοποίηση.

«Πολλές συσκευές χρησιμοποιούν επίσης προβλέψεις δορυφορικής τροχιάς», πρόσθεσε ο Kemmeter, αναφερόμενος σε παγκόσμιες προβλέψεις για το πού οι δορυφόροι βρίσκονται σε τροχιά ανά πάσα στιγμή. "Αυτά τα δεδομένα πρόβλεψης είναι έγκυρα για μικρό χρονικό διάστημα και μπορούν να ανανεωθούν χρησιμοποιώντας μια σύνδεση δεδομένων στη συσκευή."

Αυτό σημαίνει ότι συχνά συγχρονίζετε το ρολόι σας με την αντίστοιχη εφαρμογή του στο τηλέφωνό σας - π.χ. Garmin Connect ή SuuntoLink - το βοηθάει να συμπεριφέρεται με τον τρόπο που θέλετε.

Δεν μπορώ απλώς να χρησιμοποιήσω το τηλέφωνό μου;

Ναι απολύτως. Αλλά πρόκειται να εξαντλήσει την μπαταρία σας αρκετά γρήγορα και πιθανότατα θέλετε να εξοικονομήσετε λίγο χυμό για καταστάσεις έκτακτης ανάγκης ή να παραγγείλετε ένα burrito αποκατάστασης.

Οι εταιρείες σχεδιάζουν συγκεκριμένα ρολόγια GPS για την παρακολούθηση των υπαίθριων δραστηριοτήτων σας, πράγμα που σημαίνει ότι έχουν συνήθως μικρότερες, ελαφρύτερες, πιο ανθεκτικές και μακράς διάρκειας μπαταρίες.

"Στα κινητά τηλέφωνα, το επίκεντρο της ανάπτυξης δεν είναι συνήθως η βελτιστοποίηση της λύσης κεραιών και του λογισμικού GPS ώστε να αποδίδει καλά σε υπαίθρια αθλήματα", επεσήμανε ο Kemetter.

Εταιρείες όπως η Suunto, η TomTom και η Garmin δίνουν προτεραιότητα στις μετρήσεις απόστασης και ρυθμού στα ρολόγια φυσικής κατάστασης για να παρέχουν υψηλότερο επίπεδο ακρίβειας από αυτό που θα μπορούσε να είναι διαθέσιμο χρησιμοποιώντας μια εφαρμογή σε smartphone.

"Τα προϊόντα μας είναι ειδικά σχεδιασμένα για αθλητικές εφαρμογές, σε αντίθεση με το κινητό τηλέφωνο", δήλωσε ο Heikes. «Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και η εφαρμογή GPS είναι κατάλληλη για αυτές τις εφαρμογές. Δεν παίρνουμε απλώς τα ανεπεξέργαστα δεδομένα που προέρχονται από το δέκτη GPS, αλλά προσθέτουμε τα δικά μας έξυπνα όταν υπολογίζουμε την απόσταση και το ρυθμό ή την ταχύτητα. "

Πρόσφατες δημοσιεύσεις

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found