TwoNav GPS'deki irtifa doğruluğunu nasıl iyileştirebilirim?

önsöz

2021'in başından beri IGN, bazı verilerine ücretsiz erişim sağlıyor:

• IGN'nin TOP 25 haritası henüz ücretsiz değil, ancak Géoporttail'de bulunan Harita sürümü ücretsiz.
• IGN altimetre 5 x 5 m veritabanları ücretsiz olarak mevcuttur. Bu veritabanları, dijital bir arazi modelinin oluşturulmasına izin verir, yani. 5 mx 5 m veya 1 mx 1 m yatay çözünürlüğe ve 1 m dikey çözünürlüğe sahip bir yükseklik haritası veya biz kullanıcılar için harika bir tanım.

Öğretici biçimindeki bu makale, daha özel olarak GPS TwoNav ve Land yazılımı kullanıcıları için tasarlanmıştır.

Şu anda Garmin GPS irtifa verilerini etkilemek mümkün değildir.

Sayısal yükseklik modeli (DTM) nedir?

Dijital yükseklik modeli (DEM), yükseklik verilerinden oluşturulan dünya yüzeyinin üç boyutlu bir temsilidir. Yükseklik dosyasının (DEM) doğruluğu şunlara bağlıdır:

• Rakım verilerinin kalitesi (doğruluk ve ölçme için kullanılan araçlar),
• Birim hücre boyutu (piksel),
• Bu gridlerin lokalizasyonunun yatay doğruluğu hakkında,
• Coğrafi konumunuzun doğruluğu ve dolayısıyla GPS'inizin, bağlı saatinizin veya akıllı telefonunuzun kalitesi.

IGN Altimetric veritabanından bir döşeme veya döşeme. 5 × 5 hücre veya 1000 mx 1000 m hücrelerden oluşan 5 km x 5 km karo (Saint Gobain Aisne Ormanı). Bu ekran OSM temel haritasına yansıtılır.

DEM, ızgaranın merkezinde bulunan bir noktanın yükseklik değerini, ızgaranın tüm yüzeyi aynı yükseklikte olacak şekilde tanımlayan bir dosyadır.

Örneğin, 5 x 5 m'lik bir Aisne BD Alti IGN departman dosyası (büyük boyutu nedeniyle seçilen departman) 400 karonun hemen altındadır.

Her ızgara bir dizi enlem ve boylam koordinatıyla tanımlanır.

Izgara boyutu ne kadar küçük olursa, yükseklik verileri o kadar doğru olur. Ağ boyutundan (çözünürlük) daha küçük olan yükseklik ayrıntıları yoksayılır.

Ağ boyutu ne kadar küçük olursa, hassasiyet o kadar yüksek olur, ancak dosya o kadar büyük olur, bu nedenle daha fazla bellek alanı kaplar ve işlenmesi daha zor olur, bu da diğer işleme işlemlerini potansiyel olarak yavaşlatır.

Bir departman için DEM dosya boyutu 1m x 25m için yaklaşık 25Mo, 120m x 5m için 5Mo'dur.

Çoğu uygulama, web sitesi, GPS ve tüketici akıllı telefonu tarafından kullanılan DEM'ler, NASA tarafından sağlanan ücretsiz küresel verilerden alınmıştır.

Bir NASA DEM'in doğruluk sırası, 60m x 90m hücre boyutu ve 30m adım yüksekliğidir.Bunlar ham dosyalardır, düzeltilmemiştir ve genellikle veriler enterpolasyonludur, doğruluk ortalamadır, büyük olabilir. hatalar.

Bu, barındırıldığı web sitesine, rakım farkını kaydeden GPS veya akıllı telefona bağlı olarak parkur için gözlemlenen irtifa farkını açıklayan GPS'in dikey yanlışlığının nedenlerinden biridir.

• Sonny MNT (bu kılavuzun ilerleyen kısımlarına bakın) yaklaşık 25m x 30m hücre boyutuyla Avrupa için ücretsiz olarak sunulmaktadır.NASA MNT'den daha doğru veri kaynakları kullanır ve büyük hataları gidermek için çalışır. Bir Avrupa ülkesinde iyi performansa sahip, dağ bisikleti için uygun, nispeten doğru bir DEM'dir.

Yukarıdaki resimde, cüruf yığınlarını (Valenciennes yakınlarında) kaplayan altimetrik karo (MNT BD Alti IGN 5 x 5), 2,5 m aralıklı kontur çizgilerine dönüştürülmüş ve IGN haritasında üst üste bindirilmiştir. Görüntü, bu DEM'in kalitesine "ikna etmenizi" sağlar.

• 5 x 5 m IGN DEM, 5 x 5 m yatay çözünürlüğe (hücre boyutu) ve 1 m dikey çözünürlüğe sahiptir.Bu DEM, arazi yüksekliğini sağlar; altyapı nesnelerinin (binalar, köprüler, çitler vb.) yüksekliği dikkate alınmaz. Ormanda bu, ağaçların dibindeki yeryüzünün yüksekliğidir, bir hektardan büyük tüm rezervuarlar için su yüzeyi kıyı yüzeyidir.

DEM'in montajı ve kurulumu

Daha hızlı hareket etmek için: Bir TwoNav GPS kullanıcısı, 5 x 5 m IGN verilerini kullanarak Fransa'yı kapsayan bir dijital arazi modeli derledi.Bölgelere göre ücretsiz CDEM 5 m (RGEALTI) sitesinden indirilebilirler.

Kullanıcı için, "DEM"in güvenilirliğini değerlendirmek için doğru test, göl yüzeyinin 3 boyutlu olarak görselleştirilmesidir.

Eski demirhanelerin gölünün altında (Ardennes), yukarıda BD Alti IGN ve aşağıda BD Alti Sonny tarafından 3D olarak gösterilmiştir. Kalite olduğunu görüyoruz.

TwoNav tarafından GPS veya LAND yazılımları için standart olarak sağlanan CDEM altimetre haritaları çok güvenilir değildir.

Bu nedenle, bu "öğretici", TwoNav GPS ve LAND yazılımı için güvenilir altimetri verilerinin "döşemelerini" indirmek için bir kullanıcı kılavuzu sağlar.

Veriler aşağıdakiler için ücretsiz olarak kullanılabilir:

• Tüm Avrupa: Sonny Altimetri Veritabanı,
• Fransa: IGN altimetri veritabanı.

Kullanılabilir bellekten tasarruf etmek veya daha küçük dosyalar kullanmak için yalnızca ülke, departman veya coğrafi bölgeyi (Döşeme / döşeme / Pelet) kapsayan bir dosya oluşturabilirsiniz.

Sonny Altimetre Veritabanı

1'' modeller 1 ° x1 ° dosya parçalarına bölünmüştür ve dünya çapında kullanılan ve birçok programda kullanılan bir format olan enlemine bağlı olarak 22 × 31 m hücre boyutunda SRTM (.hgt) formatında mevcuttur. Koordinatlarıyla belirtilirler, örneğin N43E004 (43° kuzey enlemi, 4° doğu boylamı).

prosedür

1. https://data.opendataportal.at/dataset/dtm-france sitesine bağlanın

2. Seçilen ülke veya coğrafi sektöre karşılık gelen döşemeleri indirin.

3. .HGT dosyalarını indirilen .ZIP dosyalarından çıkarın.

4. LAND'de her .HGT dosyasını yükleyin

5. LAND'de istenen tüm .hgt'ler açık, gerisini kapatın.

6. Lütfen "Bu DEMS'leri birleştirin" yapın, derleme süresi, Twonav GPS'de kullanılabilen .CDEM dosyası için toplanacak karo sayısına (cdem uzantısını seçin) bağlı olarak uzun olabilir.

LAND'de OSM "karo" ve MNT "döşeme" haritalama, her şey GPS'e taşınabilir ve %100 ücretsiz!

IGN Altimetri Veritabanı

Bu veritabanı departmana göre bir dizinden oluşur.

prosedür

1. Geoservices sitesine bağlanın. Bu bağlantı çalışmazsa: tarayıcınızın "FTP erişimi yok": panik yapmayın! Kullanici rehberi:
   • Dosya yöneticinizde:
   • "bu PC" ye sağ tıklayın
   • sağ tıklayın "ağ konumu ekle"
   • "ftp: // RGE_ALTI_ext: [e-mail]" "olmadan" " adresini girin;
   • Eski IGN geoservice tanımlamak için bu erişimi adlandırın
   • İşlemi sonlandır
   • Dosya listesinin güncellenmesi için birkaç dakika bekleyin (birkaç dakika sürecektir)
2. Artık IGN verilerine erişiminiz var:
   • Kopyalamak istediğiniz veri dosyasına sağ tıklayın.
   • Ardından hedef dizine INSERT
   • Şarj süreleri uzun olabilir!

Bu resim Vaucluse 5m x 5m altimetre veritabanının içe aktarımını göstermektedir.Dosyaya sağ tıklayın, ardından klasöre kopyalayın ve indirmeyi bekleyin.

“Ziplenmiş” dosyayı açtıktan sonra bir ağaç yapısı elde edilir. Veriler, departman için .asc formatında (metin formatı) yaklaşık 400 veri dosyasına (döşeme) 5 km x 5 km veya 1000 × 1000 hücre 5 m x 5 m'ye karşılık gelir.

Çoklu döşeme diski esas olarak MTB izini kapsar.

Her 5x5 km'lik hücre, bir dizi Lambert koordinatı 93 ile tanımlanır.

Bu döşemenin veya döşemelerin sol üst köşesinin UTM koordinatları x = 52 6940 ve y = 5494 775'tir:

• 775: haritada sütun sıralaması (770, 775, 780, ...)
• 6940: Haritada çizgi sıralaması

3. Dans LAND

4. Bir sonraki adımda "data" dizinindeki verileri bulun, yalnızca ilk dosyayı seçin:

5. Açın ve onaylayın, aşağıdaki pencere açılacaktır, dikkatli olun, bu en hassas adımdır :

Lambert-93 ve Datum RGF 93 projeksiyonunu seçin ve sol alt köşedeki kutuyu işaretleyin.

Arazi, biraz zaman alabilen * .asc kutucuklarından verileri alır ve biçimlendirir.

DEM'den SRTM (HGT/DEM) formatında plakalar oluşturduktan sonra * .asc formatında dosya sayısı kadar vardır.

6. Land, bunları ihtiyaçlarınıza uyacak şekilde tek bir DEM dosyasında veya döşeme veya parça halinde "birleştirmenize" olanak tanır (dosya boyutunun GPS işlemeyi yavaşlatabileceğini unutmayın)

Kullanım kolaylığı için, önce tüm açık kartların kapatılması tercih edilir (isteğe bağlı).

Harita menüsünde (aşağıya bakın) içe aktarılan veritabanı veri dizininin * .hdr biçimindeki (en az hacimli) tüm dosyaları açın (önceki işlemlerde olduğu gibi)

Land HDR dosyalarını açar, departman DEM yüklenir ve kullanılabilir

7. Burada Ardennes DEM'i (çarpma haritası) kullanabilirsiniz, kullanımı kolaylaştırmak için bunları tek bir dosyada birleştireceğiz.

Liste menüsü:

Bu DEM'leri birleştirin

* .cdem biçimini seçin ve dosyayı DEM olarak adlandırın.

Birleştirme biraz zaman alacak, 21'den fazla dosyanın birleştirilmesi gerekiyor. Bu nedenle oyun alanlarınızı kaplayan MNT granülleri bazında çalışmanız tavsiye edilir.

Ardennes arazisinin oluşturduğumuz dijital modeli, örneğin aşağıda gösterildiği gibi o IGN Geoportal harita dosyasını açmanız yeterlidir.

Test, başlangıçta görüntülenen UtagawaVTT pisti "Château de Linchamp"ın 997m, Sonny DTM ile 981m (önceki süreç) ve Land her noktadaki yüksekliği 1034mx5m DTM yüksekliği ile değiştirdiğinde 5m yükseklikte doğrudan açılmasıyla gerçekleştirilir. .

IGN haritasında kontur çizgileri toplanarak kot farkının hesaplanması 1070 m kot farkı yani %3 fark göstermektedir ki bu oldukça doğrudur.

Kabartma bir harita üzerinde eğrileri hesaplamak önemsiz olmadığı için 1070 değeri yaklaşık olarak kalır.

Bir altimetri dosyası kullanma

MNT.cdem dosyaları LAND tarafından rakımı çıkarmak, rakımı, eğimi, yol noktası izlerini ve daha fazlasını hesaplamak için kullanılabilir; ve tüm TwoNav GPS cihazları için dosyayı / map dizinine koyup map.cdem olarak seçmeniz yeterlidir.

Yanlış irtifa ile ilgili bir blog makalesi, GPS kullanarak altimetre ve irtifa farkı sorununu ortaya koyuyor, ilke, akıllı telefon uygulamalarının yanı sıra GPS saatlerine de taşınabilir.

Üreticiler, barometrik bir sensör veya dijital arazi modeli kullanarak yükseklik verilerini filtreleyerek (hareketli ortalama) bu makalede sunulan yanlışlıkları “silmek” için çeşitli yöntemler kullanır.

GPS rakımı "gürültülü"dür, yani ortalama bir değer etrafında dalgalanır, barometrik rakım barometrik basınç ve sıcaklığın değişkenliklerine bağlıdır, bu nedenle hava durumu ve DEM dosyaları hatalı olabilir.

GPS veya DEM ile bir barometrenin hibridizasyonu aşağıdaki prensibe dayanmaktadır:

• Uzun bir süre boyunca, barometrik yükseklikteki değişiklik hava koşullarına (basınç ve sıcaklık) bağlıdır.
• Uzun bir süre boyunca, GPS irtifa hataları filtrelenir,
• Uzun bir süre boyunca, DEM hataları gürültüye benzer, bu nedenle filtrelenirler.

Hibridizasyon, ortalama GPS veya DEM irtifasının hesaplanması ve bundan irtifa değişikliğinin çıkarılması ile ilgilidir.

Örneğin, son 30 dakika içinde filtrelenen gürültünün (GPS veya MNT) yüksekliği 100 m arttı; ancak aynı süre içinde barometrenin gösterdiği irtifa 150 metre arttı.

Mantıksal olarak, yükseklikteki değişiklik aynı olmalıdır. Bu sensörlerin özelliklerinin bilinmesi, -50 m barometrenin "yeniden ayarlanmasını" mümkün kılar.

Tipik olarak Baro + GPS veya 3D modunda, barometre irtifası, bir yürüyüşçü veya tırmanıcının manuel olarak yaptığı gibi, IGN haritasına başvurarak düzeltilir.

Spesifik olarak, yakın tarihli bir GPS veya yeni bir akıllı telefon (iyi kalite), alım koşulları ideal olduğunda, sizi yatay düzlemde 3,5 m hassasiyetle (FIX) 90 üzerinden 100 kez algılar.

Bu yatay "performans", 5 mx 5 m veya 25 mx 25 m ağ boyutuna karşılık gelir ve bu DTM'lerin kullanımı iyi bir dikey doğruluk sağlar.

DEM, zemin yüksekliğini gösterir, örneğin Tarn Vadisi'ni Millau viyadüğü üzerinde geçerseniz, DEM'de kaydedilen parkur, yol viyadük platformunda kalsa bile sizi vadinin dibine götürmelidir. ...

Başka bir örnek, dağ bisikleti sürerken veya dik bir dağ yamacında seyahat ederken, maskeleme veya çok yollu etkiler nedeniyle yatay GPS doğruluğu bozulur; o zaman FIX'e atanan yükseklik, bitişik veya daha uzaktaki bir levhanın yüksekliğine, dolayısıyla vadinin tepesine veya tabanına karşılık gelecektir.

Geniş bir yüzeyin ızgaralarından oluşan bir dosya durumunda, yükseklik vadinin dibi ile tepesi arasındaki ortalamaya eğilim gösterecektir!

Bu iki uç ama tipik örnek için, boydaki kümülatif fark yavaş yavaş gerçek değerden sapacaktır.

Kullanım için öneriler

Yan etkilerden kaçınmak için:

• Kalkıştan kısa bir süre önce başlangıç ​​noktanızın yüksekliğinde GPS barometresini kalibre edin (tüm GPS üreticileri tarafından önerilir),
• Konumlandırma doğruluğunun eşleşmesi için izlemeye başlamadan önce GPS'inizin birkaç DÜZELTME yapmasına izin verin,
• hibridizasyonu seçin: yükseklik hesaplaması = Barometre + GPS veya Barometre + 3D.

Parkur yüksekliğiniz DEM ile senkronize edildiyse, aşağıdaki resimdeki gibi çok doğru yükseklik ve eğim hesaplamalarına sahip olacaksınız, aradaki fark sadece 1 metre.

• GPS Trail 2 (72dpi bozulmuş görüntü yakalama, 200dpi GPS ekranı)
• Bindirme raster ve OSM vektör haritası
• Ölçek 1: 10
• CDEM 5mx5m BD Alti IGN gölgelendirme, yüksekliği 1m'lik artışlarla vurgular.

Aşağıdaki resim, (aynı şöhrete sahip) iki özdeş 30km parkurun profilini karşılaştırıyor; birinin yüksekliği IGN DEM ile, diğeri ise baro + hibrit mod 3d'de yürütülen bir rota olan Sonny DEM ile senkronize edildi.

• IGN haritasındaki rakım: 275 m.
• Hibrit Baro + 3D modunda GPS ile hesaplanan irtifa: 295 m (+ %7)
• Hibrit Baro + GPS modunda GPS ile hesaplanan irtifa: 297 m (+ %8).
• IGN MNT'de senkronize tırmanış: 271 m (-%1,4)
• Sonny MNT'de senkronize tırmanış: 255 m (-7%)

"Gerçek", eğri ayarı nedeniyle muhtemelen 275m IGN'nin dışında.

Yukarıda gösterilen rota sırasında GPS barometrik altimetrenin otomatik kalibrasyonu (telafisi) örneği (GPS'den orijinal günlük dosyası):

• Yükseklik farkının hesaplanması için dikey birikim yok: 5 m, (Parametriizasyon, IGN haritasının eğrileriyle aynıdır),
• Kalibrasyon / sıfırlama sırasındaki yükseklik:
  • GPS 113.7 m,
  • Barometrik altimetre 115.0 m,
  • Yükseklik MNT 110.2 m (Carte IGN 110 m),
• Yineleme (Yerleştirme Süresi): 30 dakika
• Sonraki 30 dakika için barometrik düzeltme: – 0.001297