Domanda:
GPS Altitude Anomalies
David Spillett
2017-06-26 02:35:45 UTC
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In una recente corsa che attraversa il Humber Bridge, il mio orologio GPS sembra abbastanza confuso dalla mia altitudine mentre attraversavo il ponte, come se ci fosse un dislivello di 8 m a metà strada con il lato sud più basso .

Puoi vederlo chiaramente sul grafico tracciato dopo aver caricato i dati dell'orologio:
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mentre attraversiamo il segno a metà strada in direzione sud ~ 4,88 Km dentro e viceversa ~ 19.10Km mentre torniamo a nord. Il mio primo pensiero sarebbe semplicemente presumere un errore nei calcoli dell'orologio, ma ricordo di aver notato la stessa firma in un'altra traccia del percorso di un anno precedente quando facevo una piccola ricerca prima della corsa in questo modo
enter image description here
e facendo un po 'più di ricerca dopo lo stesso può essere visto nella mappa ufficiale per un'altra corsa che attraversa il ponte disponibile qui (la mappa elevazione in basso a destra mostra il stesso dislivello tra ~ 17,5 e 20 miglia quando il percorso si trova a sud del punto a metà del ponte).

  1. Perché dovrebbe essere?
  2. È una coincidenza che la divisione la linea sembra essere proprio al centro del ponte?
  3. Tali anomalie sono comuni?

Informazioni aggiuntive come nei commenti seguenti: Sto usando un GPS TomTom watch e la loro interfaccia web standard. Ho avuto un pensiero e rivedrò i dati grezzi dal dispositivo quando torno a casa per vedere se l'anomalia è presente anche lei o introdotta in un'analisi successiva. Non so quali fossero le fonti di dati per gli altri grafici.

C'è una specie di isola a questo punto? Pensa che sia tuo questo piuttosto che il ponte?
Nient'altro che banchi di sabbia con la bassa marea sotto il ponte, ed è l'intera area a sud della metà che sembra compensata da tutta l'area a nord.
Sai se questo dispositivo calcola l'altitudine utilizzando il GPS o ottiene l'altitudine dai dati cartografici e / o da un altimetro separato? La mia ipotesi è la mappatura dei dati e questi dati non sono accurati a questo punto.
Molti programmi non prendono l'altitudine dai dati di elevazione registrati (che sono generalmente piuttosto imprecisi), ma da un modello di elevazione e dalla posizione registrata. Quindi questo potrebbe essere il limite di due diversi modelli di elevazione utilizzati in questo particolare programma (pura speculazione). Non c'è sicuramente alcun motivo per cui i dati generati dal GPS puro dovrebbero preoccuparsi di qualsiasi tipo di linea di demarcazione, i cambiamenti discontinui derivano certamente dal "alterare" i dati in seguito (probabilmente ogni dispositivo esegue almeno un livellamento statistico, molti di più).
Questo è stato discusso alcune volte su bicycles.stackexchange.com. Quale dispositivo e quale software / servizio web stai utilizzando?
Una discussione su biciclette (la mia domanda, i commenti e la risposta sono di interesse qui): [Quale fonte di mappatura / pianificazione del percorso dovrei fidarmi per l'elevazione?] (Https://bicycles.stackexchange.com/q/47089/7309)
Non riesco a ottenere lo stesso problema tecnico utilizzando i dati di openstreetmap tramite cyclestreets o google maps (la modalità ciclistica fornisce l'elevazione a meno che non ritorni a "prevalentemente pianeggiante". Il generatore di percorsi di Strava mostra un glitch a circa 1/4 del percorso dall'estremità sud di il ponte; che utilizza anche i dati di openstreetmap. Forse lo fai anche tu e il set di dati è dubbia, o forse c'è una stranezza ripetibile di propagazione del segnale vicino ai pilastri (all'incirca nel posto giusto). Potresti voler confrontare i tuoi dati con queste fonti.
Sto utilizzando un orologio GPS TomTom e la loro interfaccia web standard. Ho avuto un pensiero e rivedrò i dati grezzi dal dispositivo quando torno a casa per vedere se l'anomalia è presente anche lei o introdotta in un'analisi successiva. Non so quali fossero le fonti di dati per gli altri grafici.
Sarei tentato di prendere un dispositivo che * non * ha alcuna mappatura ma ha informazioni sull'altitudine e guarda lo schermo la prossima volta che sarò lì. Ma ho (o potrei prendere in prestito) almeno due stupidi GPS, oltre all'app Android "Stato GPS" e alla mia app per computer da bicicletta che utilizza dati di altitudine GPS o barometro.
Ho avuto eventi con dispositivi GPS di livello di rilevamento che hanno perso tutto il blocco del satellite in una posizione senza ostacoli visibili e spostando un paio di metri si ripristina il segnale. Secondo i commenti che hanno proposto di avere un altro dispositivo GPS e, soprattutto, controllo il conteggio dei satelliti in quella particolare posizione. Lo stato GPS e il test GPS per Android sono utili per questo, in particolare il test GPS poiché fornisce il rapporto segnale / rumore per ciascun satellite. Posso anche aggiungere che la precisione dell'elevazione con il GPS è da due a tre volte peggiore della precisione della posizione, quindi è probabile che qualsiasi problema tecnico influisca maggiormente sull'elevazione.
Ho pubblicato questa risposta su GIS SE https://gis.stackexchange.com/questions/234430/inaccurate-altitude-gps-data-with-my-android/234444#234444 Qualcuno di questo aiuta a spiegare cosa potrebbe succedere ? Ci sono anche collegamenti a maggiori informazioni nell'altra risposta
Il metallo nel ponte potrebbe interferire con i segnali.
Tre risposte:
#1
+6
David Spillett
2017-07-03 03:16:08 UTC
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Avendo parlato di questo con un paio di persone offline che hanno una certa esperienza con la mappatura, abbiamo una teoria funzionante (anche se non accetterò la mia risposta a meno che + fino a quando altri non confermeranno queste idee).

  1. Come accennato nelle altre risposte e commenti l'altitudine non proviene dalle letture GPS. Poiché i satelliti sono essenzialmente sullo stesso piano (rispetto alla differenza laterale nelle loro posizioni) i calcoli di altitudine hanno un intervallo di errore così elevato che (almeno su dispositivi di tipo telefono / orologio di livello consumer) sono nella migliore delle ipotesi indicatori generali. Per questo motivo, a cui si allude anche in altre risposte / commenti, vengono invece utilizzati i dati della mappa di riferimento.

  2. C'è effettivamente una differenza di altitudine della strada su entrambi i lati del fiume, il lato sud è più basso nel punto in cui i dati di mappatura dell'altezza diventano disponibili rispetto al lato nord nel punto in cui diventano disponibili i dati di mappatura dell'altezza.

  3. I dati di altezza disponibili sono il problema: nelle sorgenti utilizzate non c'è nulla (nemmeno una lettura dell'altezza del letto del fiume) per la maggior parte del ponte. I dati utilizzati contengono solo dati per terreni che si trovano almeno per lo più permanentemente al di sopra dell'acqua. Se guardi la traccia su entrambi i lati (non l'avevo notato prima) puoi vederla scendere come se seguisse il fondo del fiume e non l'altezza della strada. Se non si tratta di dati, viene utilizzata l'altezza del punto più vicino con i dati. Il punto più vicino con i dati cambia circa a metà, motivo per cui si verifica un cambiamento improvviso, perché come al punto 2 c'è è la differenza di altitudine tra quegli ultimi punti con i dati di altitudine.

Quindi, per riassumere cosa succede andando a sud:

  1. Avvicinandosi all'area del ponte va tutto bene, abbiamo dati di mappatura dell'altezza che corrispondono a dove si trova la strada .

  2. I dati relativi all'altezza seguono la terra non la strada , quindi spostandoti sul ponte vedrai inizialmente la curva verso il basso della riva del fiume e non l'ascesa verso l'alto del strada.

  3. Ad un certo punto i dati di altezza si interrompono, quindi l'ultimo / più vicino punto con i dati viene utilizzato per la lettura dell'altitudine. Puoi vederlo nella traccia come una linea piatta.

  4. Nel mezzo del ponte quel punto non è più il più vicino, figlio sulla prima traccia un punto a sud è così che viene utilizzata la sua altitudine (vedi sotto per il motivo per cui pensiamo che i dettagli qui differiscano sulla seconda traccia). Ciò causa il repentino cambiamento nel grafico.

  5. Di nuovo c'è la lettura piatta, poiché non ci sono dati di altitudine reali, quindi il punto più vicino viene utilizzato come migliore ipotesi.

  6. Una volta che sono disponibili i dati di altitudine, segue di nuovo la terra e non la strada e si vede la curva crescente della riva del fiume.

  7. Una volta superata quella curva non siamo più sopraelevati rispetto al terreno da un tratto di strada rialzato e la traccia sta di nuovo seguendo sia la conformazione del terreno che la strada.

Esattamente lo stesso accade al contrario nel tratto di ritorno, ovviamente.

Le due tracce di mezza maratona che ho incluso sembrano utilizzare dati mappa leggermente diversi. Sul tracciato del mio viaggio la riva del fiume è una curva evidente e la sezione "nessun dato" è più breve. Sull'altra traccia i dati di altitudine si fermano più vicino alle sponde del fiume in modo che le parti pianeggianti della traccia siano più lunghe. Inoltre sembra che invece di usare il punto più vicino sulla mappa per il quale ci sono dati stia usando l'ultimo punto visitato per il quale ci sono dati, quindi il cambio improvviso di altitudine si verifica quando i dati di altitudine "appaiono" di nuovo (vicino ai lati di il fiume) piuttosto che a metà strada tra i punti in cui ci sono i dati, quindi verso la fine del ponte il viaggiatore si sta dirigendo verso piuttosto che nel mezzo del ponte. La traccia sul PDF completo della maratona è di nuovo un po 'diversa perché il viaggiatore non va mai più a sud dell'uscita del ponte, svoltando immediatamente sotto il ponte per unirsi all'altra carreggiata per tornare a nord.

Commenti? Questo sembra avere un senso almeno nelle nostre teste ...

Sarei curioso di sapere se l'elevazione che ottieni sull'orologio corrisponde a quella che ottieni sull'interfaccia della mappa Web di TomTom.
@Techie_Gus: il CSV mostra lo stesso salto tra le altitudini (caricato su https://pastebin.com/T3Q2pAcP se vuoi guardare te stesso) anche se sospetto che sia dopo l'unione dei dati di mappatura mentre l'orologio è stato sincronizzato piuttosto che essere dati grezzi. Sono disponibili altri formati (fit, gpx, kml, pwx, tcx, ttbin) se ritieni che sia più probabile che contengano dati veramente grezzi e desideri ispezionarli?
Sembra tutto molto plausibile, penso che probabilmente ce l'hai lì.
#2
+3
Martin Hügi
2017-06-26 11:54:16 UTC
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Questo è fondamentalmente un copia e incolla da una risposta che ho dato qui http://gis.stackexchange.com/questions/234430/... Ci sono anche collegamenti a maggiori informazioni nell'altra risposta

Potrebbero esserci una serie di problemi in gioco qui a seconda di dove ti trovi, com'è il terreno e quali sono le capacità del tuo dispositivo?

  1. Se il dispositivo utilizza sensori di pressione, potrebbero non essere fisicamente in grado di fornire letture accurate dell'altitudine. Certamente, in un dispositivo che utilizza chip e sensori tipici di livello consumer, potrebbero non essere abbastanza sensibili da leggere con precisione.

    Gli strumenti che sono precisi in genere avranno componenti costosi e richiederebbero la calibrazione a un'altitudine nota prima di essere utilizzati per tenere conto delle condizioni meteorologiche e di pressione locali.

  2. Se il tuo dispositivo sta calcolando l'altitudine in base alla tua posizione, potrebbe calcolare la tua altitudine sopra l'ellissoide, che se utilizza il GPS è probabilmente l'altitudine relativa allo sferoide globale WGS84. Questa è una superficie matematica che descrive la forma del pianeta, che non è una sfera, ma un ellissoide.

  3. Dove si trovano i satelliti nel momento in cui vengono effettuate le letture influisce anche sulla precisione dell'altitudine che il sistema GPS può calcolare. Ciò è dovuto agli errori inerenti al sistema.

    Il dispositivo GPS utilizza la distanza dai satelliti visibili e le loro posizioni geometriche per fissare una posizione. Quindi, per dirla semplicemente in relazione all'elevazione, quando i satelliti sono bassi all'orizzonte, il cambiamento di distanza da un satellite non cambierà molto con un cambiamento di altitudine; quindi l'errore è maggiore. Moltiplica gli errori su tutti i satelliti disponibili e questo potrebbe spiegare le imprecisioni. Questa è chiamata diluizione geometrica della precisione (GDOP).

+1 Potrei aggiungere che se il salto di elevazione avviene nello stesso punto segnalato dall'OP, è improbabile che il sensore di pressione sia difettoso. Probabilmente c'è qualcosa che non funziona con i segnali satellitari in quella posizione.
Sì, hai ragione, vedrai dal timestamp che ho effettivamente pubblicato questa risposta pochi giorni fa, e poi l'ho cancellata perché non pensavo fosse completamente pertinente. Ma ora vedendo i commenti e le altre risposte ho deciso di annullare l'eliminazione in quanto potrebbe essere utile ad altri che hanno una domanda simile in futuro. È il salto di elevazione nello stesso punto che è il mistero qui.
#3
+2
ShawnW.
2017-06-27 23:32:58 UTC
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Essendo stato un geometra in un periodo precedente della mia vita, posso dire che almeno a quel tempo (circa 15 anni fa) il GPS era davvero abbastanza buono con le coordinate di tipo latitudine / longitudine, ma non così buono in quota .

Sospetto che i tuoi dispositivi potrebbero utilizzare set di dati diversi o che le misurazioni non siano sufficientemente precise in una determinata area per riflettersi correttamente nel grafico.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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