Kuinka voin parantaa TwoNav GPS:n korkeuden tarkkuutta?

johdanto

Vuoden 2021 alusta lähtien IGN on tarjonnut ilmaisen pääsyn joihinkin tietoihinsa:

• IGN:n TOP 25 karttaa ei ole vielä ilmaisia, mutta Géoportailista saatavilla oleva karttaversio on ilmainen.
• IGN-korkeusmittarin 5 x 5 m tietokannat ovat vapaasti saatavilla. Nämä tietokannat mahdollistavat digitaalisen maastomallin luomisen, ts. korkeuskartta, jonka vaakaresoluutio on 5 x 5 m tai 1 m x 1 m ja pystyresoluutio 1 m. Tai loistava määritelmä käyttäjillemme.

Tämä artikkeli opetusmuodossa on tarkoitettu erityisesti GPS TwoNav- ja Land-ohjelmistojen käyttäjille.

Garmin GPS:n korkeustietoihin ei voi vaikuttaa tällä hetkellä.

Mikä on digitaalinen korkeusmalli (DTM)

Digitaalinen korkeusmalli (DEM) on korkeustiedoista luotu kolmiulotteinen esitys maan pinnasta. Korkeustiedoston (DEM) tarkkuus riippuu:

• korkeustietojen laatu (tarkkuus ja mittauksessa käytetyt keinot),
• Yksikkösolun koko (pikseli),
• Tietoa näiden verkkojen lokalisoinnin vaakasuuntaisesta tarkkuudesta,
• Maantieteellisen sijainnin tarkkuus ja siten GPS:n, kytketyn kellosi tai älypuhelimesi laatu.

Laatta tai laatta IGN Altimetric -tietokannasta. 5 km x 5 km laatta, joka koostuu 1000 × 1000 solusta tai 5 mx 5 m solusta (Saint Gobain Aisne Forest). Tämä näyttö heijastetaan OSM-pohjakartalle.

DEM on tiedosto, joka määrittää ruudukon keskellä sijaitsevan pisteen korkeuden, jolloin koko ruudukon pinta on samalla korkeudella.

Esimerkiksi 5 x 5 m Aisne BD Alti IGN osastotiedosto (osasto valittu suuren koon takia) on vajaat 400 laattaa.

Jokainen ruudukko tunnistetaan leveys- ja pituuskoordinaateilla.

Mitä pienempi ruudukon koko on, sitä tarkempia korkeustiedot ovat. Silmäkokoa (resoluutio) pienemmät korkeustiedot jätetään huomioimatta.

Mitä pienempi silmäkoko, sitä suurempi tarkkuus, mutta sitä suurempi tiedosto on, joten se vie enemmän muistitilaa ja vaikeampi käsitellä, mikä saattaa hidastaa muita käsittelytoimintoja.

Osaston DEM-tiedoston koko on noin 1M 25m x 25m, 120M 5m x 5m.

Useimpien sovellusten, verkkosivustojen, GPS:n ja kuluttajien älypuhelimien käyttämät DEM:t ovat NASA:n tarjoamista ilmaisista maailmanlaajuisista tiedoista.

NASA DEM:n tarkkuusjärjestys on solun koko 60m x 90m ja askelkorkeus 30m. Nämä ovat raakatiedostoja, niitä ei ole korjattu, ja usein data on interpoloitu, tarkkuus on keskimääräinen, voi olla suuria virheitä.

Tämä on yksi syy GPS:n pystysuuntaiseen epätarkkuuteen, joka selittää radalla havaitun korkeuden eron riippuen siitä, millä verkkosivustolla sitä isännöidään, GPS:stä tai älypuhelimesta, joka tallensi korkeuseron.

• Sonny MNT (katso myöhemmin tässä oppaassa) on saatavilla ilmaiseksi Euroopassa solukoolla noin 25 m x 30 m. Se käyttää tarkempia tietolähteitä kuin NASA MNT ja on pyrkinyt korjaamaan suuria virheitä. Se on suhteellisen tarkka maastopyöräilyyn sopiva DEM, jolla on hyvä suorituskyky kaikkialla Euroopan maassa.

Yllä olevassa kuvassa kuonakasoja (lähellä Valenciennesiä) peittävä korkeusmittauslaatta (MNT BD Alti IGN 5 x 5) on muutettu ääriviivaviivoiksi, jotka ovat 2,5 metrin etäisyydellä toisistaan ​​ja sijoitettu IGN-kartan päälle. Kuvan avulla voit "vakuuttaa" tämän DEM:n laadusta.

• 5 x 5 m IGN DEM:n vaakaresoluutio (solukoko) on 5 x 5 m ja pystyresoluutio 1 m. Tämä DEM tarjoaa maaston korkeuden; infrastruktuurikohteiden (rakennukset, sillat, pensaat jne.) korkeutta ei oteta huomioon. Metsässä tämä on maan korkeus puiden juurella, veden pinta on rannikon pinta kaikille yli hehtaarin kokoisille altaille.

DEM:n kokoonpano ja asennus

Liikkua nopeammin: TwoNav GPS -käyttäjä on koonnut Ranskaa kattavan digitaalisen maastomallin 5 x 5 m IGN-tiedon avulla. Nämä voidaan ladata alueittain ilmaiselta sivustolta: CDEM 5 m (RGEALTI).

Käyttäjälle oikea testi "DEM":n luotettavuuden arvioimiseksi on järven pinnan visualisointi 3D-muodossa.

Vanhojen takomoiden (Ardennit) järven alla, näytetään 3D:nä yllä BD Alti IGN ja alla BD Alti Sonny. Näemme, että laatua on.

TwoNavin GPS- tai LAND-ohjelmistoihinsa vakiona toimittamat CDEM-korkeusmittarikartat eivät ole kovin luotettavia.

Siten tämä "opastus" tarjoaa käyttöoppaan luotettavien korkeusmittaustietojen "laattojen" lataamiseen TwoNav GPS- ja LAND-ohjelmistoa varten.

Tiedot ovat saatavilla ilmaiseksi:

• Koko Eurooppa: Sonny Altimetry Database,
• Ranska: IGN-korkeusmittaustietokanta.

Voit luoda tiedoston, joka kattaa vain maan, osaston tai maantieteellisen alueen (laatta / laatta / pelletti) säästääksesi käytettävissä olevaa muistia tai käyttääksesi pienempiä tiedostoja.

Sonny Korkeusmittarit -tietokanta

1 '' mallit on jaettu 1 ° x 1 ° tiedostopaloihin ja ne ovat saatavilla SRTM (.hgt) -muodossa solukoolla 22 × 31 m leveysasteesta riippuen, muotoa käytetään maailmanlaajuisesti ja käytetään monissa ohjelmissa. Ne on merkitty koordinaatteillaan, esimerkiksi N43E004 (43° pohjoista leveyttä, 4° itäistä pituuspiiriä).

menettely

1. Yhdistä sivustoon https://data.opendataportal.at/dataset/dtm-france

2. Lataa valittua maata tai maantieteellistä sektoria vastaavat laatat.

3. Pura .HGT-tiedostot ladatuista .ZIP-tiedostoista.

4. Lataa LANDissa jokainen .HGT-tiedosto

5. LANDissa kaikki halutut .hgt:t ovat auki, sulje loput.

6. Ole hyvä ja tee "Yhdistä nämä DEMS:t", käännösaika voi olla pitkä riippuen kerättävien laattojen määrästä (valitse cdem-tunniste) .CDEM-tiedostolle, jota voidaan käyttää Twonav GPS -laitteessa.

OSM "tile" ja MNT "tile" kartoitus LANDissa, kaikki on kannettava GPS:ään ja 100% ilmaiseksi!

IGN korkeusmittaustietokanta

Tämä tietokanta koostuu osastokohtaisista hakemistoista.

menettely

1. Yhdistä Geoservices-sivustoon. Jos tämä linkki ei toimi: selaimessasi "ei ole FTP-yhteyttä": älä panikoi! Käyttöohjeet:
   • Tiedostonhallinnassa:
   • napsauta hiiren oikealla painikkeella "tämä tietokone"
   • napsauta hiiren kakkospainikkeella "lisää verkkosijainti"
   • Kirjoita osoite «ftp: // RGE_ALTI_ext: [e-mail]» «ilman« »;
   • Nimeä tämä käyttöoikeus tunnistaaksesi se entinen IGN-geopalvelu
   • Lopeta prosessi
   • Odota muutama minuutti, kunnes tiedostoluettelo päivittyy (se kestää muutaman minuutin)
2. Sinulla on nyt pääsy IGN-tietoihin:
   • Napsauta hiiren kakkospainikkeella tiedostoa, jonka haluat kopioida.
   • Sitten INSERT kohdehakemistoon
   • Latausajat voivat olla pitkiä!

Tämä kuva havainnollistaa Vaucluse 5m x 5m korkeusmittaritietokannan tuontia. Napsauta tiedostoa hiiren oikealla painikkeella, kopioi sitten kansioon ja odota latausta.

Kun "zip"-tiedosto on purettu, saadaan puurakenne. Tiedot vastaavat laitokselle noin 400 datatiedostoa (laatta) 5 km x 5 km tai 1000 × 1000 solua 5 m x 5 m .asc-muodossa (tekstimuodossa).

Monilevylevy kattaa pääasiassa MTB-raidan.

Jokainen 5x5 km:n solu tunnistetaan Lambert-koordinaateilla 93.

Tämän ruudun tai ruutujen vasemman yläkulman UTM-koordinaatit ovat x = 52 6940 ja y = 5494 775:

• 775: sarakkeen sijoitus (770, 775, 780, ...) kartalla
• 6940: Järjestä viiva kartalla

3. Tanssi MAA

4. Etsi seuraavassa vaiheessa tiedot "data"-hakemistosta, valitse vain ensimmäinen tiedosto:

5. Avaa ja vahvista, alla oleva ikkuna avautuu, ole varovainen, tämä on herkin vaihe :

Valitse projektio Lambert-93 ja Datum RGF 93 ja valitse ruutu vasemmassa alakulmassa.

Land poimii ja muotoilee tietoja * .asc -levyistä, mikä voi kestää hetken.

Kun olet luonut laatat DEM:stä SRTM (HGT / DEM) -muodossa, niitä on yhtä monta kuin on * .asc -muodossa olevia tiedostoja.

6. Land antaa sinun "yhdistää" ne yhdeksi DEM-tiedostoksi tai laatoiksi tai rakeiksi tarpeidesi mukaan (muista, että tiedostokoko voi hidastaa GPS-käsittelyä)

Käytön helpottamiseksi on suositeltavaa (valinnainen) peittää kaikki avoimet kortit ensin.

Avaa karttavalikossa (katso alla) kaikki tuodun tietokannan tietohakemiston * .hdr-muodossa (pienin tilavuus) olevat tiedostot (kuten aiemmissa toimissa)

Land avaa HDR-tiedostot, osasto DEM ladataan ja sitä voidaan käyttää

7. Täällä voit käyttää Ardennes DEM:iä (bump map), joiden käytön helpottamiseksi yhdistämme ne yhdeksi tiedostoksi.

Listavalikko:

Yhdistä nämä DEM:t

Valitse *.cdem-muoto ja nimeä tiedosto DEM.

Yhdistäminen vie vähän aikaa, yli 21 000 tiedostoa on yhdistettävä. Tästä syystä on suositeltavaa työskennellä leikkipaikkasi peittävien MNT-rakeiden pohjalta.

Luomamme Ardennien maaston digitaalinen malli avaa vain tuo IGN Geoportal -karttatiedosto esimerkiksi alla olevan kuvan mukaisesti.

Testi suoritetaan avaamalla suoraan UtagawaVTT-raita "Château de Linchamp", joka näkyy alussa 997 metrin korkeuserolla, 981 m Sonny DTM:llä (edellinen prosessi) ja 1034 m, kun Land korvaa korkeuden kussakin pisteessä DTM-korkeudella 5mx5m. .

Tasoeron laskeminen summaamalla ääriviivat IGN-kartalla näyttää 1070 m:n tasoeron eli 3 % eron, mikä on aivan oikein.

Arvo 1070 pysyy likimääräisenä, koska ei ole triviaalia laskea käyriä kohokuvioiselle kartalle.

Korkeusmittaustiedoston käyttäminen

LAND voi käyttää MNT.cdem-tiedostoja poimimaan korkeutta, laskemaan korkeutta, kaltevuutta, reittipisteen jälkiä ja paljon muuta; ja kaikille TwoNav GPS -laitteille riittää, että laitat tiedoston hakemistoon / map ja valitset sen map.cdem-muodossa.

Epätarkkaa korkeutta käsittelevä blogiartikkeli paljastaa korkeusmittauksen ja korkeuserojen ongelman GPS:n avulla, periaate voidaan siirtää GPS-kelloihin sekä älypuhelinsovelluksiin.

Valmistajat käyttävät useita menetelmiä "poistaa" tässä artikkelissa esitettyjä epätarkkuuksia, suodattamalla (liukuvaa keskiarvoa) korkeustietoja käyttämällä barometrista anturia tai digitaalista maastomallia.

GPS-korkeus on "meluisa", eli vaihtelee keskiarvon ympärillä, barometrinen korkeus riippuu ilmanpaineen ja lämpötilan oikoista, joten sää- ja DEM-tiedostot voivat olla epätarkkoja.

Barometrin hybridisointi GPS:n tai DEM:n kanssa perustuu seuraavaan periaatteeseen:

• Pitkällä aikavälillä barometrisen korkeuden muutos riippuu sääolosuhteista (paine ja lämpötila),
• Pitkän ajan kuluessa GPS-korkeusvirheet suodatetaan pois,
• DEM-virheet ovat pitkään samanlaisia ​​kuin kohina, joten ne suodatetaan pois.

Hybridisaatio tarkoittaa keskimääräisen GPS- tai DEM-korkeuden laskemista ja korkeuden muutoksen poistamista siitä.

Esimerkiksi viimeisen 30 minuutin aikana suodatetun kohinan (GPS tai MNT) korkeus on kasvanut 100 m; kuitenkin samalla ajanjaksolla barometrin osoittama korkeus nousi 150 metriä.

Loogisesti ottaen korkeuden muutoksen pitäisi olla sama. Näiden antureiden ominaisuuksien tuntemus mahdollistaa -50 m barometrin "uudelleensäädön".

Tyypillisesti Baro + GPS- tai 3D-tilassa barometrin korkeus korjataan, kuten vaeltaja tai kiipeilijä tekisi manuaalisesti, IGN-kartan avulla.

Erityisesti uusi GPS tai uusi älypuhelin (hyvälaatuinen) havaitsee sinut (FIX) 3,5 metrin tarkkuudella vaakatasossa 90 kertaa 100:sta, kun vastaanotto-olosuhteet ovat ihanteelliset.

Tämä vaakasuora "suorituskyky" vastaa silmäkokoa 5 m x 5 m tai 25 m x 25 m, ja näiden DTM:ien käyttö mahdollistaa hyvän pystysuoran tarkkuuden.

DEM näyttää maan korkeuden, esimerkiksi jos ylität Tarnin laakson Millaun maasillalla, DEM:iin tallennetun jäljen pitäisi viedä sinut laakson pohjalle, vaikka polku jäisi maasiltatasanteelle. ...

Toinen esimerkki, kun pyöräilet maastopyörällä tai matkustat jyrkällä vuorenrinteellä, vaakasuora GPS-tarkkuus heikkenee peite- tai monitievaikutusten vuoksi. silloin FIX:lle määritetty korkeus vastaa viereisen tai kauempana olevan laatan korkeutta, siis joko laakson ylä- tai alaosaan.

Suuren pinta-alan ruudukoista muodostetun tiedoston tapauksessa korkeus pyrkii laakson pohjan ja yläosan väliseen keskiarvoon!

Näissä kahdessa äärimmäisessä mutta tyypillisessä esimerkissä kumulatiivinen korkeusero poikkeaa vähitellen todellisesta arvosta.

Suositukset käytöstä

Sivuvaikutusten välttämiseksi:

• Kalibroi GPS-barometri lähtöpisteesi korkeudessa vähän ennen lähtöä (kaikki GPS-valmistajat suosittelevat),
• anna GPS:n tehdä muutama KORJAUS ennen seurannan aloittamista, jotta paikannustarkkuus täsmää,
• valitse hybridisaatio: korkeuslaskenta = Barometer + GPS tai Barometer + 3D.

Jos radan korkeus on synkronoitu DEM:n kanssa, saat erittäin tarkat korkeus- ja kaltevuuslaskelmat kuten alla olevassa kuvassa, jossa ero on vain 1 metri.

• GPS Trail 2 (72 dpi:n huonontunut kuva, 200 dpi:n GPS-näyttö)
• Peittorasteri- ja OSM-vektorikartta
• Mittakaava 1: 10 000
• CDEM 5mx5m BD Alti IGN -varjostus korostaa korkeutta 1 m:n välein.

Alla olevassa kuvassa verrataan kahden identtisen 30 km:n (saman maineen) radan profiilia, joista toisen korkeus synkronoitiin IGN DEM:n kanssa ja toisen Sonny DEM:n kanssa, joka on baro + hybriditilassa 3d ajettu reitti.

• Korkeus IGN-kartalla: 275 m.
• GPS:llä laskettu korkeus Hybrid Baro + 3D -tilassa: 295 m (+ 7 %)
• Korkeus laskettu GPS:llä Hybrid Baro + GPS -tilassa: 297 m (+ 8 %).
• Synkronoitu nousu IGN MNT:llä: 271 m (-1,4 %)
• Synkronoitu nousu Sonny MNT:llä: 255 m (-7 %)

"Totuus" on luultavasti 275 metrin IGN:n ulkopuolella käyräasetuksen vuoksi.

Esimerkki GPS-barometrisen korkeusmittarin automaattisesta kalibroinnista (kompensoinnista) yllä olevan reitin aikana (Alkuperäinen lokitiedosto GPS:stä):

• Ei pystysuoraa kertymistä korkeuseron laskemiseen: 5 m, (parametrisointi on identtinen IGN-kartan käyrien kanssa),
• Korkeus kalibroinnin/nollauksen aikana:
  • GPS 113.7 m,
  • Barometrinen korkeusmittari 115.0 m,
  • Korkeus MNT 110.2 m (Carte IGN 110 m),
• Iterointi (selvitysjakso): 30 minuuttia
• Barometrinen korjaus seuraaville 30 minuutille: – 0.001297