Bagaimanakah saya boleh meningkatkan ketepatan ketinggian dalam GPS TwoNav?

Mukadimah

Sejak awal tahun 2021, IGN telah menyediakan akses percuma kepada beberapa datanya:

• 25 peta TOP IGN belum lagi percuma, namun versi Peta yang tersedia di Géoportail adalah percuma.
• Pangkalan data altimeter IGN 5 x 5 m tersedia secara percuma. Pangkalan data ini membenarkan penciptaan model rupa bumi digital, i.e. peta ketinggian dengan resolusi mendatar 5 mx 5 m atau 1 mx 1 m dengan resolusi menegak 1 m. Atau definisi yang bagus untuk pengguna yang kita ada.

Artikel dalam bentuk tutorial ini bertujuan lebih khusus untuk pengguna perisian GPS TwoNav dan Land.

Tidak mungkin mempengaruhi data ketinggian GPS Garmin pada masa ini.

Apakah model ketinggian digital (DTM)

Model ketinggian digital (DEM) ialah perwakilan tiga dimensi permukaan bumi yang dicipta daripada data ketinggian. Ketepatan fail ketinggian (DEM) bergantung pada:

• Kualiti data ketinggian (ketepatan dan cara yang digunakan untuk ukur),
• Saiz sel unit (piksel),
• Mengenai ketepatan mendatar penyetempatan grid ini,
• Ketepatan geolokasi anda dan oleh itu kualiti GPS anda, jam tangan yang disambungkan atau telefon pintar anda.

Papak atau jubin daripada pangkalan data IGN Altimetric. Jubin 5 km x 5 km, terdiri daripada 1000 × 1000 sel atau 5 mx 5 m sel (Hutan Saint Gobain Aisne). Skrin ini ditayangkan ke peta asas OSM.

DEM ialah fail yang mentakrifkan nilai ketinggian titik yang terletak di tengah grid, dengan keseluruhan permukaan grid pada ketinggian yang sama.

Sebagai contoh, fail jabatan Aisne BD Alti IGN 5 x 5 m (jabatan dipilih kerana saiznya yang besar) hanya di bawah 400 jubin.

Setiap grid dikenal pasti dengan satu set koordinat latitud dan longitud.

Lebih kecil saiz grid, lebih tepat data ketinggian. Butiran ketinggian yang lebih kecil daripada saiz jejaring (resolusi) diabaikan.

Lebih kecil saiz mesh, lebih tinggi ketepatannya, tetapi lebih besar fail itu, jadi ia akan mengambil lebih banyak ruang memori dan lebih sukar untuk diproses, yang berpotensi melambatkan operasi pemprosesan lain.

Saiz fail DEM untuk jabatan ialah kira-kira 1Mo untuk 25m x 25m, 120Mo untuk 5m x 5m.

DEM yang digunakan oleh kebanyakan apl, tapak web, GPS dan telefon pintar pengguna adalah daripada data global percuma yang disediakan oleh NASA.

Susunan ketepatan DEM NASA ialah saiz sel 60m x 90m dan ketinggian langkah 30m. Ini adalah fail mentah, ia belum diperbetulkan, dan selalunya data diinterpolasi, ketepatannya adalah purata, mungkin terdapat besar. kesilapan.

Ini adalah salah satu sebab ketidaktepatan menegak GPS, yang menerangkan perbezaan ketinggian yang diperhatikan untuk trek, bergantung pada tapak web tempat ia dihoskan, GPS atau telefon pintar yang merekodkan perbezaan ketinggian.

• Sonny MNT (lihat kemudian dalam panduan ini) tersedia secara percuma untuk Eropah dengan saiz sel lebih kurang 25m x 30m. Ia menggunakan sumber data yang lebih tepat daripada NASA MNT dan telah berusaha untuk menangani pepijat utama. Ia adalah DEM yang agak tepat sesuai untuk berbasikal gunung, dengan prestasi yang baik di seluruh negara Eropah.

Dalam imej di atas, jubin altimetrik (MNT BD Alti IGN 5 x 5) yang meliputi timbunan sanga (berhampiran Valenciennes) telah ditukarkan kepada garisan kontur dengan jarak 2,5 m dan ditindih pada peta IGN. Imej itu membolehkan anda "meyakinkan" dalam kualiti DEM ini.

• 5 x 5 m IGN DEM mempunyai resolusi mendatar (saiz sel) 5 x 5 m dan resolusi menegak 1 m. DEM ini menyediakan ketinggian rupa bumi; ketinggian objek infrastruktur (bangunan, jambatan, lindung nilai, dll.) tidak diambil kira. Di dalam hutan, ini adalah ketinggian bumi di kaki pokok, permukaan air adalah permukaan pantai untuk semua takungan yang lebih besar daripada satu hektar.

Pemasangan dan pemasangan DEM

Untuk bergerak lebih pantas: Pengguna GPS TwoNav telah menyusun model rupa bumi digital yang meliputi Perancis menggunakan data IGN 5 x 5 m. Ini boleh dimuat turun mengikut wilayah dari tapak percuma: CDEM 5 m (RGEALTI).

Bagi pengguna, ujian yang betul untuk menilai kebolehpercayaan "DEM" ialah visualisasi permukaan tasik dalam 3D.

Di bawah tasik tempa lama (Ardennes), ditunjukkan dalam 3D oleh BD Alti IGN di atas dan BD Alti Sonny di bawah. Kita nampak ada kualiti.

Peta altimeter CDEM yang dibekalkan oleh TwoNav sebagai standard untuk perisian GPS atau LAND mereka tidak begitu boleh dipercayai.

Oleh itu, "tutorial" ini menyediakan panduan pengguna untuk memuat turun "jubin" data altimetri yang boleh dipercayai untuk perisian TwoNav GPS dan LAND.

Data tersedia secara percuma untuk:

• Seluruh Eropah: Pangkalan Data Sonny Altimetry,
• Perancis: pangkalan data altimetri IGN.

Anda boleh membuat fail yang meliputi negara, jabatan atau kawasan geografi sahaja (Slab / jubin / Pelet) untuk menyimpan memori yang boleh digunakan atau menggunakan fail yang lebih kecil.

Pangkalan Data Sonny Altimeters

Model 1 '' dibahagikan kepada ketulan fail 1 ° x1 ° dan tersedia dalam format SRTM (.hgt) dengan saiz sel 22 × 31 m bergantung pada latitud, format yang digunakan di seluruh dunia dan digunakan dalam banyak program. Ia ditetapkan mengikut koordinatnya, contohnya N43E004 (43 ° lintang utara, 4 ° bujur timur).

prosedur

1. Sambung ke tapak https://data.opendataportal.at/dataset/dtm-france

2. Muat turun jubin yang sepadan dengan negara atau sektor geografi yang dipilih.

3. Ekstrak fail .HGT daripada fail .ZIP yang dimuat turun.

4. Dalam LAND, muatkan setiap fail .HGT

5. Di TANAH, semua .hgts yang dikehendaki dibuka, tutup yang lain.

6. Lakukan "Gabungkan DEMS Ini", masa penyusunan boleh menjadi lama bergantung pada bilangan jubin untuk dikumpulkan (pilih sambungan cdem) untuk fail .CDEM yang boleh digunakan pada GPS Twonav.

Pemetaan "jubin" OSM dan "jubin" MNT di LAND, semuanya mudah alih ke GPS dan 100% percuma!

Pangkalan Data Altimetry IGN

Pangkalan data ini terdiri daripada direktori mengikut jabatan.

prosedur

1. Sambung ke tapak Geoservices. Jika pautan ini tidak berfungsi: pelayar anda "tidak mempunyai akses FTP": jangan panik! Panduan pengguna:
   • Dalam pengurus fail anda:
   • klik kanan "PC ini"
   • klik kanan "tambah lokasi rangkaian"
   • Masukkan alamat "ftp: // RGE_ALTI_ext: [e-mail]" "tanpa" ";
   • Namakan akses ini untuk mengenal pasti ia ex perkhidmatan geo IGN
   • Tamatkan proses
   • Tunggu beberapa minit untuk senarai fail dikemas kini (ia akan mengambil masa beberapa minit)
2. Anda kini mempunyai akses kepada data IGN:
   • Klik kanan pada fail data yang ingin anda salin.
   • Kemudian INSERT ke dalam direktori sasaran
   • Masa pengecasan boleh menjadi lama!

Imej ini menggambarkan import pangkalan data altimeter 5m x 5m Vaucluse. Klik kanan pada fail, kemudian salin ke folder dan tunggu muat turun.

Selepas membongkar fail "zip", struktur pokok diperolehi. Data sepadan dengan kira-kira 400 fail data (jubin) 5 km x 5 km atau 1000 × 1000 sel 5 m x 5 m dalam format .asc (format teks) untuk jabatan.

Cakera berbilang jubin terutamanya meliputi trek MTB.

Setiap sel 5x5 km dikenal pasti oleh satu set koordinat Lambert 93.

Koordinat UTM sudut kiri atas jubin atau jubin ini ialah x = 52 6940 dan y = 5494 775:

• 775: kedudukan lajur (770, 775, 780, ...) pada peta
• 6940: Susun garis pada peta

3. TANAH tarian

4. Dalam langkah seterusnya, cari data dalam direktori "data", pilih hanya fail pertama:

5. Buka kemudian sahkan, tetingkap di bawah akan terbuka, berhati-hati, ini adalah langkah yang paling halus :

Pilih unjuran Lambert-93 dan Datum RGF 93 dan tandai kotak di sudut kiri bawah.

Ekstrak tanah dan memformat data daripada * jubin .asc, yang boleh mengambil sedikit masa.

Selepas mencipta papak daripada DEM dalam format SRTM (HGT / DEM), terdapat seberapa banyak daripadanya kerana terdapat fail dalam format * .asc.

6. Land membenarkan anda untuk "menggabungkan" mereka ke dalam satu fail DEM atau dengan jubin atau butiran untuk memenuhi keperluan anda (perlu diingat bahawa saiz fail boleh melambatkan pemprosesan GPS)

Untuk kemudahan penggunaan, adalah lebih baik (pilihan) untuk menutup semua kad terbuka terlebih dahulu.

Dalam menu peta (lihat di bawah) buka semua fail dalam format * .hdr (paling tidak banyak) bagi direktori data pangkalan data yang diimport (seperti untuk operasi sebelumnya)

Tanah membuka fail HDR, DEM jabatan dimuatkan dan boleh digunakan

7. Di sini anda boleh menggunakan Ardennes DEM (peta bump), untuk memudahkan penggunaannya, kami akan menggabungkannya menjadi satu fail.

Menu senarai:

Gabungkan DEM ini

Pilih format * .cdem dan namakan fail DEM.

Penggabungan akan mengambil sedikit masa, lebih daripada 21 fail perlu digabungkan. Oleh itu syor untuk bekerja berdasarkan butiran MNT yang meliputi taman permainan anda.

Model digital rupa bumi Ardennes yang kami buat, cuma buka fail peta IGN Geoportal seperti yang ditunjukkan di bawah, sebagai contoh.

Ujian dilakukan dengan membuka terus trek UtagawaVTT "Château de Linchamp" yang dipaparkan pada permulaan pada perbezaan ketinggian 997m, 981m dengan Sonny DTM (proses sebelumnya) dan 1034m apabila Land menggantikan ketinggian pada setiap titik dengan ketinggian DTM 5mx5m .

Pengiraan perbezaan aras dengan menjumlahkan garisan kontur pada peta IGN menunjukkan perbezaan aras 1070 m iaitu perbezaan 3% yang agak betul.

Nilai 1070 kekal anggaran kerana bukan perkara remeh untuk mengira lengkung pada peta sebagai pelepasan.

Menggunakan fail altimetri

Fail MNT.cdem boleh digunakan oleh LAND untuk mengekstrak ketinggian, mengira ketinggian, cerun, trek titik laluan dan banyak lagi; dan untuk semua peranti GPS TwoNav sudah cukup untuk meletakkan fail dalam direktori / map dan memilihnya sebagai map.cdem.

Artikel blog mengenai ketinggian yang tidak tepat mendedahkan masalah altimetri dan perbezaan ketinggian menggunakan GPS, prinsipnya boleh dibawa ke jam tangan GPS serta aplikasi telefon pintar.

Pengilang menggunakan beberapa kaedah untuk "memadamkan" ketidaktepatan yang dibentangkan dalam artikel ini, menapis data ketinggian (purata bergerak), menggunakan penderia barometrik atau model rupa bumi digital.

Ketinggian GPS adalah "bising", iaitu turun naik di sekitar nilai purata, ketinggian barometrik bergantung pada perubahan tekanan dan suhu barometrik, jadi cuaca dan fail DEM boleh menjadi tidak tepat.

Hibridisasi barometer dengan GPS atau DEM adalah berdasarkan prinsip berikut:

• Dalam jangka masa yang panjang, perubahan ketinggian barometrik bergantung pada keadaan cuaca (tekanan dan suhu),
• Dalam jangka masa yang panjang, ralat ketinggian GPS ditapis,
• Untuk masa yang lama, ralat DEM adalah serupa dengan hingar, jadi ia ditapis keluar.

Hibridisasi adalah tentang mengira purata ketinggian GPS atau DEM dan mengekstrak perubahan ketinggian daripadanya.

Contohnya, dalam tempoh 30 minit terakhir, ketinggian hingar yang ditapis (GPS atau MNT) telah meningkat sebanyak 100 m; bagaimanapun, dalam tempoh yang sama, ketinggian yang ditunjukkan oleh barometer meningkat sebanyak 150 meter.

Secara logiknya, perubahan ketinggian sepatutnya sama. Pengetahuan tentang sifat penderia ini memungkinkan untuk "melaraskan semula" barometer -50 m.

Biasanya dalam mod Baro + GPS atau 3D, ketinggian barometer dibetulkan, seperti yang dilakukan oleh pejalan kaki atau pendaki secara manual, dengan merujuk pada peta IGN.

Khususnya, GPS terkini atau telefon pintar terkini (kualiti baik) mengesan anda (FIX) dengan ketepatan 3,5m dalam satah mendatar 90 kali daripada 100 apabila keadaan penerimaan adalah ideal.

"Prestasi" mendatar ini sepadan dengan saiz jejaring 5 mx 5 m atau 25 mx 25 m dan penggunaan DTM ini membolehkan ketepatan menegak yang baik.

DEM menunjukkan ketinggian tanah, contohnya jika anda melintasi Lembah Tarn di jejambat Millau, trek yang direkodkan pada DEM harus membawa anda ke bahagian bawah lembah, walaupun laluan itu kekal di platform jejambat. ...

Contoh lain, apabila anda berbasikal gunung atau mengembara di lereng gunung yang curam, ketepatan GPS mendatar merosot disebabkan oleh kesan penutup atau berbilang laluan; maka ketinggian yang diberikan kepada FIX akan sepadan dengan ketinggian papak bersebelahan atau lebih jauh, oleh itu sama ada ke bahagian atas atau ke pangkal lembah.

Dalam kes fail yang dibentuk oleh grid permukaan yang besar, ketinggian akan cenderung kepada purata antara bahagian bawah lembah dan bahagian atas!

Untuk kedua-dua contoh yang melampau tetapi tipikal ini, perbezaan terkumpul dalam ketinggian akan beransur-ansur menyimpang daripada nilai sebenar.

Cadangan untuk digunakan

Untuk mengelakkan kesan sampingan:

• Kalibrasi barometer GPS pada ketinggian titik permulaan anda sejurus sebelum berlepas (disyorkan oleh semua pengeluar GPS),
• biarkan GPS anda melakukan beberapa PEMBAIKAN sebelum memulakan penjejakan supaya ketepatan kedudukan sepadan,
• pilih hibridisasi: pengiraan ketinggian = Barometer + GPS atau Barometer + 3D.

Jika ketinggian trek anda telah disegerakkan ke DEM, anda akan mempunyai pengiraan ketinggian dan cerun yang sangat tepat seperti dalam imej di bawah, di mana perbezaannya hanya 1 meter.

• GPS Trail 2 (penangkapan imej terdegradasi 72dpi, skrin GPS 200dpi)
• Overlay raster dan peta vektor OSM
• Skala 1: 10
• Lorekan CDEM 5mx5m BD Alti IGN menekankan ketinggian dalam kenaikan 1m.

Imej di bawah membandingkan profil dua trek 30km yang sama (masyhur yang sama), ketinggian satu disegerakkan dengan IGN DEM dan satu lagi dengan Sonny DEM, laluan yang dijalankan dalam mod baro + hibrid 3d.

• Ketinggian pada peta IGN: 275 m.
• Ketinggian dikira dengan GPS dalam mod Hibrid Baro + 3D: 295 m (+ 7%)
• Ketinggian dikira dengan GPS dalam mod Baro Hibrid + GPS: 297 m (+ 8%).
• Pendakian disegerakkan pada IGN MNT: 271 m (-1,4%)
• Pendakian disegerakkan di Sonny MNT: 255 m (-7%)

"Kebenaran" mungkin berada di luar 275m IGN disebabkan tetapan lengkung.

Contoh penentukuran automatik (pampasan) altimeter barometrik GPS semasa laluan yang ditunjukkan di atas (Fail log asal daripada GPS):

• Tiada pengumpulan menegak untuk mengira perbezaan ketinggian: 5 m, (Parameterisasi adalah sama dengan lengkung peta IGN),
• Ketinggian semasa penentukuran / set semula:
  • GPS 113.7 m,
  • Altimeter barometrik 115.0 m,
  • Ketinggian MNT 110.2 m (Carte IGN 110 m),
• Lelaran (Tempoh Penyelesaian): 30 minit
• Pembetulan barometrik untuk 30 minit seterusnya: – 0.001297