Hvordan kan jeg forbedre høydenøyaktigheten i TwoNav GPS?

innledning

Siden begynnelsen av 2021 har IGN gitt gratis tilgang til noen av dataene sine:

• IGNs TOP 25 kart er ikke gratis ennå, men kartversjonen tilgjengelig på Géoportail er gratis.
• Databaser av IGN høydemåler 5 x 5 m er fritt tilgjengelig. Disse databasene gjør det mulig å lage en digital terrengmodell, dvs. et høydekart med en horisontal oppløsning på 5 mx 5 m eller 1 mx 1 m med en vertikal oppløsning på 1 m. Eller en flott definisjon for brukerne som vi er.

Denne artikkelen i opplæringsform er ment mer spesifikt for brukere av GPS TwoNav og Land-programvare.

Det er ikke mulig å påvirke Garmin GPS-høydedata for øyeblikket.

Hva er en digital høydemodell (DTM)

En digital høydemodell (DEM) er en tredimensjonal representasjon av jordoverflaten laget av høydedata. Nøyaktigheten til høydefilen (DEM) avhenger av:

• Kvaliteten på høydedataene (nøyaktighet og midler som brukes til oppmåling),
• Enhetscellestørrelse (piksel),
• Om den horisontale nøyaktigheten av lokaliseringen av disse rutenettene,
• Nøyaktigheten til geolokaliseringen din og dermed kvaliteten på GPS-en, den tilkoblede klokken eller smarttelefonen din.

En plate eller flis fra IGN Altimetric-databasen. 5 km x 5 km flis, bestående av 1000 × 1000 celler eller 5 mx 5 m celler (Saint Gobain Aisne Forest). Denne skjermen projiseres på OSM-grunnkartet.

DEM er en fil som definerer høydeverdien til et punkt plassert i midten av rutenettet, med hele overflaten av rutenettet i samme høyde.

For eksempel er en 5 x 5 m Aisne BD Alti IGN avdelingsmappe (avdeling valgt på grunn av sin store størrelse) i underkant av 400 fliser.

Hvert rutenett identifiseres av et sett med bredde- og lengdegradskoordinater.

Jo mindre rutenettet er, desto mer nøyaktige er høydedataene. Høydedetaljer som er mindre enn maskestørrelsen (oppløsningen) ignoreres.

Jo mindre maskestørrelse, desto høyere presisjon, men jo større vil filen være, så den vil ta opp mer minneplass og vanskeligere å behandle, og potensielt bremse andre prosesseringsoperasjoner.

DEM-filstørrelsen for en avdeling er ca. 1Mo for 25m x 25m, 120Mo for 5m x 5m.

DEM-ene som brukes av de fleste apper, nettsteder, GPS og forbruker-smarttelefoner er fra gratis globale data levert av NASA.

Nøyaktighetsrekkefølgen til en NASA DEM er en cellestørrelse på 60m x 90m og en trinnhøyde på 30m. Dette er råfiler, de er ikke korrigert, og ofte blir dataene interpolert, nøyaktigheten er gjennomsnittlig, det kan være store feil.

Dette er en av årsakene til den vertikale unøyaktigheten til GPS, som forklarer høydeforskjellen observert for sporet, avhengig av nettsiden den ligger på, GPS-en eller smarttelefonen som registrerte høydeforskjellen.

• Sonny MNT (se senere i denne veiledningen) er tilgjengelig gratis for Europa med en cellestørrelse på omtrent 25 m x 30 m. Den bruker mer nøyaktige datakilder enn NASA MNT og har jobbet med å løse store feil. Det er en relativt nøyaktig DEM egnet for terrengsykling, med god ytelse over et europeisk land.

I bildet ovenfor er den høydemetriske flisen (MNT BD Alti IGN 5 x 5) som dekker slagghaugene (nær Valenciennes) konvertert til konturlinjer med en avstand på 2,5 m fra hverandre og lagt over på IGN-kartet. Bildet lar deg "overbevise" i kvaliteten på denne DEM.

• 5 x 5 m IGN DEM har en horisontal oppløsning (cellestørrelse) på 5 x 5 m og en vertikal oppløsning på 1 m. Denne DEM gir terrenghøyden; høyden på infrastrukturobjekter (bygninger, broer, hekker etc.) er ikke tatt i betraktning. I skogen er dette jordens høyde ved foten av trærne, vannoverflaten er kystens overflate for alle reservoarer større enn én hektar.

Montering og montering av DEM

For å bevege deg raskere: En TwoNav GPS-bruker har kompilert en digital terrengmodell som dekker Frankrike ved å bruke 5 x 5 m IGN-data. Disse kan lastes ned etter region fra gratissiden: CDEM 5 m (RGEALTI).

For brukeren er den riktige testen for å vurdere påliteligheten til "DEM" visualiseringen av innsjøens overflate i 3D.

Under innsjøen til de gamle smiene (Ardennene), vist i 3D av BD Alti IGN over og BD Alti Sonny nedenfor. Vi ser at det er kvalitet.

CDEM-høydemålerkartene levert av TwoNav som standard for deres GPS- eller LAND-programvare er ikke særlig pålitelige.

Derfor gir denne "veiledningen" en brukerveiledning for nedlasting av "fliser" med pålitelige høydemålingsdata for TwoNav GPS- og LAND-programvaren.

Data er tilgjengelig gratis for:

• Hele Europa: Sonny Altimetry Database,
• Frankrike: IGN høydemetridatabase.

Du kan opprette en fil som kun dekker land, avdeling eller geografisk område (Slab / flis / Pellet) for å spare brukbart minne eller bruke mindre filer.

Sonny Altimeters Database

1 ''-modellene er delt inn i 1 ° x1 ° filbiter og er tilgjengelige i SRTM (.hgt)-format med en cellestørrelse på 22 × 31 m avhengig av breddegrad, et format som brukes over hele verden og brukes i mange programmer. De er utpekt av deres koordinater, for eksempel N43E004 (43° nordlig bredde, 4° østlig lengde).

fremgangsmåte

1. Koble til nettstedet https://data.opendataportal.at/dataset/dtm-france

2. Last ned flisene som tilsvarer valgt land eller geografisk sektor.

3. Pakk ut .HGT-filene fra de nedlastede .ZIP-filene.

4. I LAND laster du inn hver .HGT-fil

5. I LAND er alle ønskede .hgts åpne, lukk resten.

6. Vennligst gjør "Kombiner disse DEMS", kompileringstiden kan være lang, avhengig av antall fliser som skal samles (velg cdem-utvidelsen) for .CDEM-filen som kan brukes på Twonav GPS.

OSM "tile" og MNT "tile" kartlegging i LAND, alt er bærbart til GPS og 100% gratis!

IGN Altimetry Database

Denne databasen består av en katalog etter avdeling.

fremgangsmåte

1. Koble til Geoservices nettsted. Hvis denne koblingen ikke fungerer: nettleseren din "har ikke FTP-tilgang": ikke få panikk! Brukerhåndboken:
   • I filbehandleren din:
   • høyreklikk "denne PCen"
   • høyreklikk "legg til nettverksplassering"
   • Skriv inn adressen "ftp: // RGE_ALTI_ext: [e-mail]" "uten" ";
   • Gi denne tilgangen et navn for å identifisere den fra IGN geoservice
   • Avslutt prosessen
   • Vent noen minutter til fillisten oppdateres (det vil ta noen minutter)
2. Du har nå tilgang til IGN-data:
   • Høyreklikk på datafilen du vil kopiere.
   • Deretter INSERT i målkatalogen
   • Ladetiden kan være lang!

Dette bildet illustrerer importen av Vaucluse 5m x 5m høydemålerdatabase Høyreklikk på filen, kopier deretter til mappen og vent på nedlastingen.

Etter å ha pakket ut den "zippede" filen, oppnås en trestruktur. Dataene tilsvarer ca 400 datafiler (fliser) 5 km x 5 km eller 1000 × 1000 celler 5 m x 5 m i .asc-format (tekstformat) for avdelingen.

Multi-flis-platen dekker hovedsakelig MTB-sporet.

Hver celle på 5x5 km er identifisert av et sett med Lambert-koordinater 93.

UTM-koordinatene til øvre venstre hjørne av denne flisen eller flisene er x = 52 6940 og y = 5494 775:

• 775: kolonnerangering (770, 775, 780, ...) på kartet
• 6940: Ranger linjen på kartet

3. Dans LAND

4. I neste trinn finner du dataene i "data"-katalogen, velg bare den første filen:

5. Åpne og bekreft, vinduet nedenfor åpnes, Vær forsiktig, dette er det mest delikate trinnet :

Velg projeksjonen Lambert-93 og Datum RGF 93 og merk av i boksen i nedre venstre hjørne.

Land trekker ut og formaterer data fra * .asc-fliser, noe som kan ta en stund.

Etter å ha laget plater fra DEM i SRTM (HGT / DEM) format, er det like mange av dem som det er filer i * .asc format.

6. Land lar deg "kombinere" dem til en enkelt DEM-fil eller ved flis eller granulat for å passe dine behov (husk at filstørrelsen kan redusere GPS-behandlingen)

For enkel bruk er det å foretrekke (valgfritt) å dekke alle åpne kort først.

I kartmenyen (se nedenfor) åpner du alle filene i *.hdr-formatet (minst voluminøse) i den importerte databasedatakatalogen (som for de tidligere operasjonene)

Land åpner HDR-filer, avdeling DEM er lastet inn og kan brukes

7. Her kan du bruke Ardennes DEM (bump map), for å gjøre det enklere å bruke, vil vi kombinere dem til én fil.

Liste meny:

Kombiner disse DEM-ene

Velg *.cdem-formatet og navngi filen DEM.

Sammenslåingen vil ta litt tid, mer enn 21 000 filer må slås sammen. Derav anbefalingen om å arbeide med MNT-granulat som dekker lekeplassene dine.

Den digitale modellen av Ardennes-terrenget vi laget, bare åpne den IGN Geoportal-kartfilen som vist nedenfor, for eksempel.

Testen utføres ved å åpne UtagawaVTT-banen "Château de Linchamp" som vises ved starten med en høydeforskjell på 997m, 981m med Sonny DTM (tidligere prosess) og 1034m når Land erstatter høyden på hvert punkt med en DTM-høyde på 5mx5m .

Beregning av nivåforskjellen ved å summere konturlinjene på IGN-kartet viser en nivåforskjell på 1070 m, det vil si en forskjell på 3 %, noe som er ganske riktig.

Verdien av 1070 forblir omtrentlig fordi det ikke er trivielt å beregne kurver på et kart i relieff.

Bruke en høydemetrifil

MNT.cdem-filer kan brukes av LAND til å trekke ut høyde, beregne høyde, helning, veipunktspor og mer; og for alle TwoNav GPS-enheter er det nok å legge filen i / map katalogen og velge den som map.cdem.

En bloggartikkel om unøyaktig høyde avslører problemet med høydemåling og høydeforskjeller ved bruk av GPS, prinsippet kan overføres til GPS-klokker så vel som smarttelefonapper.

Produsenter bruker flere metoder for å "slette" unøyaktighetene som presenteres i denne artikkelen, ved å filtrere (bevegende gjennomsnitt) høydedata ved å bruke en barometrisk sensor eller digital terrengmodell.

GPS-høyden er "støyende", det vil si svinger rundt en gjennomsnittsverdi, barometrisk høyde avhenger av ujevnheter i barometertrykk og temperatur, så vær- og DEM-filer kan være unøyaktige.

Hybridisering av et barometer med GPS eller DEM er basert på følgende prinsipp:

• Over en lang periode avhenger endringen i barometrisk høyde av værforhold (trykk og temperatur),
• Over lang tid filtreres GPS-høydefeil ut,
• I lang tid ligner DEM-feil på støy, så de blir filtrert ut.

Hybridisering handler om å beregne gjennomsnittlig GPS- eller DEM-høyde og trekke ut høydeendringen fra den.

For eksempel, i løpet av de siste 30 minuttene har høyden på den filtrerte støyen (GPS eller MNT) økt med 100 m; i løpet av samme periode økte imidlertid høyden vist med barometeret med 150 meter.

Logisk sett bør høydeendringen være den samme. Kunnskap om egenskapene til disse sensorene gjør det mulig å "omjustere" -50 m barometeret.

Vanligvis i Baro + GPS eller 3D-modus korrigeres barometerhøyden, slik en turgåer eller klatrer ville gjort manuelt, ved å referere til IGN-kartet.

Nærmere bestemt, en nylig GPS eller en nylig smarttelefon (god kvalitet) oppdager deg (FIX) med en nøyaktighet på 3,5 m i horisontalplanet 90 ganger av 100 når mottaksforholdene er ideelle.

Denne horisontale "ytelsen" tilsvarer en maskestørrelse på 5 mx 5 m eller 25 mx 25 m, og bruken av disse DTM-ene gir god vertikal nøyaktighet.

DEM viser høyden på bakken, for eksempel hvis du krysser Tarn-dalen på Millau-viadukten, bør sporet registrert på DEM-en ta deg til bunnen av dalen, selv om stien forblir på viaduktplattformen. ...

Et annet eksempel, når du sykler terreng eller reiser i en bratt fjellside, forringes den horisontale GPS-nøyaktigheten på grunn av maskering eller flerveiseffekter; da vil høyden som er tilordnet FIX tilsvare høyden til en tilstøtende eller mer fjerntliggende plate, derav enten til toppen eller til bunnen av dalen.

I tilfellet med en fil dannet av rutenett med stor overflate, vil høyden ha en tendens til gjennomsnittet mellom bunnen av dalen og toppen!

For disse to ekstreme, men typiske eksemplene, vil den kumulative høydeforskjellen gradvis avvike fra den sanne verdien.

Anbefalinger for bruk

For å unngå bivirkninger:

• Kalibrer GPS-barometeret på høyden til startpunktet ditt kort før avgang (anbefalt av alle GPS-produsenter),
• la GPS-en din gjøre noen FIKSER før du begynner å spore, slik at posisjoneringsnøyaktigheten samsvarer,
• velg hybridisering: høydeberegning = Barometer + GPS eller Barometer + 3D.

Hvis sporhøyden din har blitt synkronisert til DEM, vil du ha svært nøyaktige høyde- og helningsberegninger som i bildet nedenfor, hvor forskjellen bare er 1 meter.

• GPS Trail 2 (72 dpi degradert bildeopptak, 200 dpi GPS-skjerm)
• Overlegg raster og OSM vektorkart
• Målestokk 1: 10 000
• CDEM 5mx5m BD Alti IGN skyggelegging fremhever høyden i trinn på 1m.

Bildet nedenfor sammenligner profilen til to identiske 30 km-løyper (av samme berømmelse), høyden på den ene ble synkronisert med IGN DEM og den andre med Sonny DEM, en rute som kjøres i baro + hybrid-modus 3d.

• Høyde på IGN-kartet: 275 moh.
• Høyde beregnet med GPS i Hybrid Baro + 3D-modus: 295 m (+ 7 %)
• Høyde beregnet med GPS i Hybrid Baro + GPS-modus: 297 m (+ 8%).
• Synkronisert stigning på IGN MNT: 271 m (-1,4 %)
• Synkronisert stigning på Sonny MNT: 255 m (-7 %)

"Truth" er sannsynligvis utenfor 275m IGN på grunn av kurveinnstillingen.

Eksempel på automatisk kalibrering (kompensasjon) av GPS-barometrisk høydemåler under ruten vist ovenfor (Original loggfil fra GPS):

• Ingen vertikal akkumulering for å beregne høydeforskjellen: 5 m, (parametrisering er identisk med kurvene til IGN-kartet),
• Høyde under kalibrering / tilbakestilling:
  • GPS 113.7 m,
  • Barometrisk høydemåler 115.0 m,
  • Høyde MNT 110.2 m (Carte IGN 110 m),
• Iterasjon (oppgjørsperiode): 30 minutter
• Barometrisk korreksjon for de neste 30 minuttene: – 0.001297