Kā es varu uzlabot TwoNav GPS augstuma precizitāti?

Preambula

Kopš 2021. gada sākuma IGN nodrošina bezmaksas piekļuvi dažiem saviem datiem:

• IGN TOP 25 kartes vēl nav bezmaksas, taču Géoportail pieejamā kartes versija ir bezmaksas.
• IGN altimetra 5 x 5 m datu bāzes ir brīvi pieejamas. Šīs datu bāzes ļauj izveidot digitālu reljefa modeli, t.i. augstuma karte ar horizontālo izšķirtspēju 5 x 5 m vai 1 x 1 m ar vertikālo izšķirtspēju 1 m. Vai arī lieliska definīcija tiem lietotājiem, kādi mēs esam.

Šis raksts apmācības formā ir īpaši paredzēts GPS TwoNav un Land programmatūras lietotājiem.

Šobrīd nav iespējams ietekmēt Garmin GPS augstuma datus.

Kas ir digitālais pacēluma modelis (DTM)

Digitālais pacēluma modelis (DEM) ir trīsdimensiju zemes virsmas attēlojums, kas izveidots no augstuma datiem. Pacēluma faila (DEM) precizitāte ir atkarīga no:

• augstuma datu kvalitāte (precizitāte un mērniecībai izmantotie līdzekļi),
• Šūnas vienības izmērs (pikseļi),
• Par šo režģu lokalizācijas horizontālo precizitāti,
• Jūsu ģeogrāfiskās atrašanās vietas precizitāte un līdz ar to arī GPS, savienotā pulksteņa vai viedtālruņa kvalitāte.

Plāksne vai flīze no IGN Altimetric datu bāzes. 5 km x 5 km flīze, kas sastāv no 1000 × 1000 šūnām vai 5 x 5 m šūnām (Saint Gobain Aisne Forest). Šis ekrāns tiek projicēts uz OSM bāzes karti.

DEM ir fails, kas nosaka augstuma vērtību punktam, kas atrodas režģa centrā, ar visu režģa virsmu vienā augstumā.

Piemēram, 5 x 5 m Aisne BD Alti IGN nodaļas failā (nodaļa izvēlēta tā lielā izmēra dēļ) ir nedaudz mazāk par 400 flīzēm.

Katrs režģis tiek identificēts pēc platuma un garuma koordinātu kopas.

Jo mazāks ir režģa izmērs, jo precīzāki ir augstuma dati. Detaļas par augstumu, kas ir mazākas par acs izmēru (izšķirtspēju), tiek ignorētas.

Jo mazāks acs izmērs, jo augstāka ir precizitāte, taču fails būs lielāks, tāpēc tas aizņems vairāk vietas atmiņā un būs grūtāk apstrādājams, iespējams, palēninās citas apstrādes darbības.

Departamenta DEM faila lielums ir aptuveni 1 Mo 25 x 25 m, 120 mēn. 5. x 5. m.

DEM, ko izmanto lielākā daļa lietotņu, vietņu, GPS un patērētāju viedtālruņu, ir iegūti no NASA sniegtajiem bezmaksas globālajiem datiem.

NASA DEM precizitātes secība ir šūnas izmērs 60m x 90m un soļa augstums 30m Tie ir neapstrādāti faili, tie nav laboti, un bieži vien dati ir interpolēti, precizitāte ir vidēja, var būt liela kļūdas.

Tas ir viens no GPS vertikālās neprecizitātes iemesliem, kas izskaidro trasē novērotās augstuma atšķirības atkarībā no vietnes, kurā tas tiek mitināts, no GPS vai viedtālruņa, kas reģistrēja augstuma starpību.

• Sonny MNT (skatiet vēlāk šajā rokasgrāmatā) Eiropā ir pieejams bez maksas ar šūnas izmēru aptuveni 25 m x 30 m. Tas izmanto precīzākus datu avotus nekā NASA MNT, un tas ir strādājis, lai novērstu galvenās kļūdas. Tas ir salīdzinoši precīzs DEM, kas piemērots kalnu riteņbraukšanai, ar labu veiktspēju visā Eiropas valstī.

Augšējā attēlā altimetriskā flīze (MNT BD Alti IGN 5 x 5), kas pārklāj izdedžu kaudzes (netālu no Valensjēnas), ir pārveidota par kontūrlīnijām, kas atrodas 2,5 m attālumā viena no otras un ir uzliktas IGN kartē. Attēls ļauj "pārliecināt" par šī DEM kvalitāti.

• 5 x 5 m IGN DEM ir horizontālā izšķirtspēja (šūnas izmērs) 5 x 5 m un vertikālā izšķirtspēja 1 m. Šī DEM nodrošina reljefa pacēlumu; netiek ņemts vērā infrastruktūras objektu (ēku, tiltu, dzīvžogu u.c.) augstums. Mežā tas ir zemes augstums koku pakājē, ūdens virsma ir krasta virsma visiem ūdenskrātuvēm, kas lielākas par vienu hektāru.

DEM montāža un uzstādīšana

Lai pārvietotos ātrāk: TwoNav GPS lietotājs ir izveidojis digitālu reljefa modeli, kas aptver Franciju, izmantojot 5 x 5 m IGN datus. Tos var lejupielādēt pa reģioniem no bezmaksas vietnes: CDEM 5 m (RGEALTI).

Lietotājam pareizais tests, lai novērtētu “DEM” uzticamību, ir ezera virsmas vizualizācija 3D formātā.

Zem veco kalumu ezera (Ardēni), ko 3D rāda BD Alti IGN augšā un BD Alti Sonny zemāk. Mēs redzam, ka ir kvalitāte.

CDEM altimetra kartes, ko TwoNav piegādā kā standarta GPS vai LAND programmatūrai, nav īpaši uzticamas.

Tādējādi šī "pamācība" nodrošina lietotāja rokasgrāmatu uzticamu altimetra datu "flīžu" lejupielādei TwoNav GPS un LAND programmatūrai.

Dati ir pieejami bez maksas par:

• Visa Eiropa: Sonny Altimetry Database,
• Francija: IGN altimetrija datubāze.

Varat izveidot failu, kas aptver tikai valsti, nodaļu vai ģeogrāfisko apgabalu (plāksne / flīze / granula), lai ietaupītu izmantojamo atmiņu vai izmantotu mazākus failus.

Sonny Altimetru datu bāze

1 collu modeļi ir sadalīti 1 x 1 ° failu gabalos un ir pieejami SRTM (.hgt) formātā ar šūnas izmēru 22 × 31 m atkarībā no platuma — šis formāts tiek izmantots visā pasaulē un tiek izmantots daudzās programmās. Tie ir apzīmēti pēc to koordinātām, piemēram, N43E004 (43 ° ziemeļu platuma, 4 ° austrumu garuma).

procedūru

1. Izveidojiet savienojumu ar vietni https://data.opendataportal.at/dataset/dtm-france

2. Lejupielādējiet flīzes, kas atbilst atlasītajai valstij vai ģeogrāfiskajam sektoram.

3. Izvelciet .HGT failus no lejupielādētajiem ZIP failiem.

4. Programmā LAND ielādējiet katru .HGT failu

5. LANDē visi vēlamie .hgts ir vaļā, pārējos aizver.

6. Lūdzu, veiciet “Apvienot šos DEMS”, kompilācijas laiks var būt ilgs atkarībā no apkopojamo elementu skaita (izvēlieties cdem paplašinājumu) .CDEM failam, ko var izmantot Twonav GPS.

OSM "flīžu" un MNT "flīžu" kartēšana LAND, viss ir pārnēsājams uz GPS un 100% bez maksas!

IGN Altimetrija datu bāze

Šī datu bāze sastāv no direktoriju pa departamentiem.

procedūru

1. Izveidojiet savienojumu ar vietni Geoservices. Ja šī saite nedarbojas: jūsu pārlūkprogrammai "nav FTP piekļuves": nekrītiet panikā! Lietotāja rokasgrāmata:
   • Failu pārvaldniekā:
   • ar peles labo pogu noklikšķiniet uz "šis dators"
   • ar peles labo pogu noklikšķiniet uz "pievienot tīkla atrašanās vietu"
   • Ievadiet adresi "ftp: // RGE_ALTI_ext: [e-mail]" "bez" ";
   • Nosauciet šo piekļuvi, lai to identificētu bijušais IGN ģeoserviss
   • Pabeidziet procesu
   • Pagaidiet dažas minūtes, līdz failu saraksts tiks atjaunināts (tas prasīs dažas minūtes)
2. Tagad jums ir piekļuve IGN datiem:
   • Ar peles labo pogu noklikšķiniet uz datu faila, kuru vēlaties kopēt.
   • Pēc tam INSERT mērķa direktorijā
   • Uzlādes laiks var būt garš!

Šis attēls ilustrē Vaucluse 5m x 5m altimetru datu bāzes importēšanu. Ar peles labo pogu noklikšķiniet uz faila, pēc tam kopējiet uz mapi un gaidiet lejupielādi.

Pēc “zip” faila izpakošanas tiek iegūta koka struktūra. Dati atbilst aptuveni 400 datu failiem (flīzēm) 5 km x 5 km vai 1000 × 1000 šūnām 5 m x 5 m .asc formātā (teksta formātā) nodaļai.

Vairāku flīžu disks galvenokārt aptver MTB trasi.

Katra 5x5 km šūna ir identificēta ar Lamberta koordinātu kopu 93.

Šīs flīzes vai elementu augšējā kreisā stūra UTM koordinātas ir x = 52 6940 un y = 5494 775:

• 775: kolonnu rangs (770, 775, 780, ...) kartē
• 6940: Līnijas rangs kartē

3. Deju ZEME

4. Nākamajā darbībā atrodiet datus direktorijā "dati", atlasiet tikai pirmo failu:

5. Atveriet un apstipriniet, tiks atvērts tālāk redzamais logs, esiet uzmanīgi, tas ir visdelikātākais solis :

Atlasiet projekciju Lambert-93 un Datum RGF 93 un atzīmējiet izvēles rūtiņu apakšējā kreisajā stūrī.

Zeme izvelk un formatē datus no * .asc elementiem, kas var aizņemt kādu laiku.

Pēc plātņu izveides no DEM SRTM (HGT / DEM) formātā to ir tikpat daudz, cik failu * .asc formātā.

6. Land ļauj tos "apvienot" vienā DEM failā vai pa flīzēm vai granulām atbilstoši jūsu vajadzībām (ņemiet vērā, ka faila lielums var palēnināt GPS apstrādi)

Lietošanas ērtībai ir vēlams (pēc izvēles) vispirms pārklāt visas atvērtās kartes.

Kartes izvēlnē (skat. zemāk) atveriet visus failus * .hdr formātā (vismazāk apjomīgākajā) no importētās datu bāzes datu direktorijas (tāpat kā iepriekšējām darbībām)

Land atver HDR failus, tiek ielādēta nodaļa DEM un to var izmantot

7. Šeit jūs varat izmantot Ardennes DEM (bump map), lai atvieglotu lietošanu, mēs tos apvienosim vienā failā.

Saraksta izvēlne:

Apvienojiet šos DEM

Izvēlieties * .cdem formātu un nosauciet failu DEM.

Apvienošanas process prasīs nedaudz laika, ir jāapvieno vairāk nekā 21 000 failu. Tāpēc ieteikums strādāt uz MNT granulu bāzes, kas pārklāj jūsu rotaļu laukumus.

Mēs izveidojām Ardēnu reljefa digitālo modeli, vienkārši atveriet šo IGN ģeoportāla kartes failu, piemēram, kā parādīts zemāk.

Tests tiek veikts, tieši atverot UtagawaVTT trasi "Château de Linchamp", kas tiek parādīta startā ar augstuma starpību 997m, 981m ar Sonny DTM (iepriekšējais process) un 1034m, kad Land aizstāj augstumu katrā punktā ar DTM augstumu 5mx5m. .

Līmeņu starpības aprēķins, summējot kontūrlīnijas IGN kartē, parāda līmeņa starpību 1070 m, tas ir, 3% atšķirību, kas ir diezgan pareizi.

Vērtība 1070 paliek aptuvena, jo nav triviāli aprēķināt līknes kartē reljefā.

Izmantojot altimetra failu

MNT.cdem failus LAND var izmantot, lai iegūtu augstumu, aprēķinātu augstumu, slīpumu, ceļa punktu pēdas un daudz ko citu; un visām TwoNav GPS ierīcēm pietiek ar faila ievietošanu / map direktorijā un atlasīt to kā map.cdem.

Emuāra raksts par neprecīzu augstumu atklāj augstuma mērīšanas un augstuma atšķirību problēmu, izmantojot GPS, principu var pārnest uz GPS pulksteņiem, kā arī viedtālruņu lietotnēm.

Ražotāji izmanto vairākas metodes, lai “dzēstu” šajā rakstā minētās neprecizitātes, filtrējot (slīdošo vidējo) augstuma datus, izmantojot barometrisko sensoru vai digitālo reljefa modeli.

GPS augstums ir “trokšņains”, t.i., svārstās ap vidējo vērtību, barometriskais augstums ir atkarīgs no barometriskā spiediena un temperatūras svārstībām, tāpēc laikapstākļu un DEM faili var būt neprecīzi.

Barometra hibridizācija ar GPS vai DEM notiek pēc šāda principa:

• Barometriskā augstuma izmaiņas ilgu laiku ir atkarīgas no laika apstākļiem (spiediena un temperatūras),
• Ilgu laiku GPS augstuma kļūdas tiek filtrētas,
• Ilgu laiku DEM kļūdas ir līdzīgas troksnim, tāpēc tās tiek filtrētas.

Hibridizācija ir vidējā GPS vai DEM augstuma aprēķināšana un augstuma izmaiņu iegūšana no tā.

Piemēram, pēdējo 30 minūšu laikā filtrētā trokšņa (GPS vai MNT) augstums ir palielinājies par 100 m; tomēr tajā pašā laika posmā barometra norādītais augstums palielinājās par 150 metriem.

Loģiski, ka augstuma izmaiņām jābūt vienādām. Zināšanas par šo sensoru īpašībām ļauj "pārregulēt" -50 m barometru.

Parasti Baro + GPS vai 3D režīmā barometra augstums tiek koriģēts, kā to darītu pārgājiens vai kāpējs manuāli, atsaucoties uz IGN karti.

Konkrēti, jaunākais GPS vai nesen izveidots viedtālrunis (labas kvalitātes) nosaka jūs (FIX) ar precizitāti 3,5 m horizontālajā plaknē 90 reizes no 100, ja uztveršanas apstākļi ir ideāli.

Šis horizontālais “veiktspēja” atbilst acs izmēram 5 mx 5 m vai 25 mx 25 m, un šo DTM izmantošana nodrošina labu vertikālo precizitāti.

DEM parāda zemes augstumu, piemēram, ja šķērsojat Tarnas ieleju pa Millau viaduktu, DEM ierakstītajai trasei vajadzētu nogādāt ielejas apakšā, pat ja ceļš paliek uz viadukta platformas. ...

Vēl viens piemērs, braucot ar kalnu velosipēdu vai ceļojot pa stāvu kalna nogāzi, horizontālā GPS precizitāte pasliktinās maskēšanas vai vairāku ceļu efektu dēļ; tad FIX piešķirtais augstums atbildīs blakus esošas vai tālākas plātnes augstumam, tātad vai nu līdz ielejas augšai vai pamatnei.

Ja fails ir veidots no lielas virsmas režģiem, augstums būs vidējais starp ielejas apakšu un augšpusi!

Šiem diviem galējiem, bet tipiskiem piemēriem kumulatīvā augstuma atšķirība pakāpeniski novirzīsies no patiesās vērtības.

Ieteikumi lietošanai

Lai izvairītos no blakusparādībām:

• Kalibrējiet GPS barometru sākuma punkta augstumā īsi pirms izbraukšanas (ieteica visi GPS ražotāji),
• pirms izsekošanas sākšanas ļaujiet GPS veikt dažus LABOJUS, lai pozicionēšanas precizitāte atbilstu,
• izvēlieties hibridizāciju: augstuma aprēķins = barometrs + GPS vai barometrs + 3D.

Ja jūsu trases augstums ir sinhronizēts ar DEM, jums būs ļoti precīzi augstuma un slīpuma aprēķini, kā parādīts attēlā zemāk, kur atšķirība ir tikai 1 metrs.

• GPS Trail 2 (72 dpi degradēta attēla uzņemšana, 200 dpi GPS ekrāns)
• Pārklājuma rastra un OSM vektorkarte
• Mērogs 1: 10 000
• CDEM 5mx5m BD Alti IGN ēnojums uzsver augstumu ar 1 m soli.

Zemāk esošajā attēlā ir salīdzināts divu identisku 30 km (vienādas slavas) trases profils, vienas augstums tika sinhronizēts ar IGN DEM, bet otras ar Sonny DEM, maršruts, kas nobraukts baro + hibrīda režīmā 3d.

• Augstums IGN kartē: 275 m.
• Augstums, kas aprēķināts ar GPS režīmā Hybrid Baro + 3D: 295 m (+ 7%)
• Augstums, kas aprēķināts ar GPS režīmā Hybrid Baro + GPS: 297 m (+ 8%).
• Sinhronizēts kāpums pa IGN MNT: 271 m (-1,4%)
• Sinhronizēts kāpums pa Sonny MNT: 255 m (-7%)

"Patiesība", iespējams, atrodas ārpus 275 m IGN līknes iestatījuma dēļ.

GPS barometriskā altimetra automātiskās kalibrēšanas (kompensācijas) piemērs iepriekš parādītajā maršrutā (Oriģinālais žurnālfails no GPS):

• Nav vertikālas uzkrāšanās augstuma starpības aprēķināšanai: 5 m, (parametrizācija ir identiska IGN kartes līknēm),
• Augstums kalibrēšanas/atiestatīšanas laikā:
  • GPS 113.7 m,
  • Barometriskais altimetrs 115.0 m,
  • Augstums MNT 110.2 m (Carte IGN 110 m),
• Iterācija (norēķinu periods): 30 minūtes
• Barometriskā korekcija turpmākajām 30 minūtēm: – 0.001297