Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

gregorisan · 2013-08-12 08:27:12

Od kiedy korzystam z GPS w moich rowerowych wypadach to frapuje mnie jedna rzecz - a mianowicie dokładność pomiaru odległości odbiorników z których korzystałem w konfrontacji do tego co wskazuje licznik rowerowy oraz samochodowy. A mianowicie GPS z każdym razem zaniża odległość tak średnio o 3%. Dla przykładu z wczorajszego dnia:
http://www.gpsies.com/map.do?fileId=ekrgrczktgszfgmo
1. Ślad - 85,5 km
2. Licznik - 88 km.

Dodam, że nigdy nie miałem włączonej opcji "przywiązania śladu do drogi", interwał zapisu śladu - najczęściej, problem występował w każdym z trzech odbiorników: Samsung Ace, e51+PENTAGRAM Pathfinder, Dakota 20, a licznik rowerowy to Sigma.
Jak to wygląda w teorii? Który sposób pomiaru jest bardziej wiarygodny?

Daijvid · 2013-08-12 09:24:25

Licznik uwzględnia, że jeździsz góra/dół, programy z gps raczej liczą po prostej ( łączą punkty i liczą odległość między nimi, nie uwzględniając ukształtowania terenu ) - mam racje czy ktoś mnie skoryguje?

marek kleciak · 2013-08-12 09:30:19

W sumie liczac wszystkie drobne krzywe po której sie poruszasz które mierzy licznik a które w gps znikaja jako ze nie mierzy on nieskonczonej ilosci punktów to taka róznica moze wyjsc.

gregorisan · 2013-08-12 09:44:04

Dzięki za info - w takim razie pomiar z GPS można traktować jedynie orientacyjnie:)

JakubS · 2013-08-12 17:27:37

Bardziej niż o dokładność chodzi tu pewnie o sposób wyznaczania odległości. Jak pisał Daijvid, licznik działając w oparciu o liczbę obrotów koła, podaje odległość zależną od nierówności terenu, wyznacza więc odległości skośne. Z kolei GPS wyznacza tę wartość bazując na współrzędnych kolejnych zarejestrowanych punktów - im jest ich mniej na odcinkach krzywoliniowych (mniejszy interwał czasowy, większa prędkość jazdy), tym odległość będzie krótsza. Ponadto długość liczona że współrzędnych zapewne jest zredukowana na elipsoidę odniesienia, co też istotnie wpływa na jej wartość.

Podsumowując, licznik poda ci odległość realnie przejechaną, czyli np. pokonując 10 km w linii prostej po terenie górzystym wyjdzie ci, że w rzeczywistości przejechałeś 11 km, podczas gdy w terenie płaskim będzie to faktycznie 10 km. GPS natomiast zawsze powinien ci pokazać 10 km.

Last edited by JakubS (2013-08-12 17:32:36)

balrog-kun · 2013-08-12 17:41:53

Zalezy od programu liczacego dlugosc przejechanej trasy czy bierze on pod uwage nachylenia, informacja o wysokosci jest przeciez w sladzie. Mozliwe jednak ze jest na tyle niedokladna ze trasa wychodzilaby wtedy za dluga

Znacznie bardziej dokladna odleglosc mozna uzyskac laczac dane zapisane z GPS i zyroskopow + dodatkowych sensorow w telefonie jesli sa dostepne.

Zibior2 · 2013-08-12 18:19:25

JakubS wrote:

licznik poda ci odległość realnie przejechaną

Licznik może być niedokładny, proszę o tym pamiętać.

JakubS · 2013-08-12 18:56:40

Zbigniew_Czernik wrote:

Licznik może być niedokładny, proszę o tym pamiętać.

Zgadza się, pisząc o odległości realnie przejechanej miałem na myśli to, iż jest ona liczona po fizycznej powierzchni Ziemi, a nie że jest ona dokładniejsza.

@Balrog-kun
Jeżeli interesuje nas odległość zredukowana (na elipsoidzie), to informacja o wysokości nie ma tu wpływu na jej obliczenie, wystarczy długość i szerokość geograficzna. Dlatego będzie ona niezależna od ukształtowania terenu, tak samo jak odległość na mapie. Oczywiście informacja o wysokości, czy raczej różnicach wysokości między punktami umożliwi przeliczenie tej odległości na fizyczną powierzchnię Ziemi. Nie wiem, co podaje akurat ten odbiornik, o którym mowa, ale w np. geodezji generalnie odległości redukuje się na poziom odniesienia, co powoduje ich skracanie względem pomierzonych odległości skośnych.

balrog-kun · 2013-08-12 19:15:56

Jasne, ale w tym wypadku interesuje nas skad wziela sie roznica miedzy pomiarami GPS i licznikiem. Wczesniej padla sugestia, ze to z powodu braku wziecia nachylenia pod uwage, a nie musi to byc prawda.

EDIT: na gpsies.com jest przycisk "Distance using elevation data" i po kliknieciu dostajemy odleglosc 85.45km, czyli tylko o 74m dluzsza. Czyli nie jest to odpowiedzialne za 3% skrocenie.

Last edited by balrog-kun (2013-08-12 19:22:19)

Nelson777 · 2013-08-12 19:26:04

Marek Kleciak wyjaśnił krótko cały fenomen. Im bardziej kręta trasa tym większy wpływ długości kroku pomiaru na ostateczny wynik. Większy krok zaniedbuje mniejsze od niego nierówności toru ruchu. Jest to szczególnie widoczne, gdy próbuje się mierzyć długość linii brzegowej https://pl.wikipedia.org/wiki/Paradoks_linii_brzegowej.

Co ważne, nie jest to żadna niedokładność. Oba wyniki są jednakowo prawdziwe i nic się na to nie poradzi.

Last edited by Nelson777 (2013-08-12 19:30:55)

gregorisan · 2013-08-12 19:30:28

Zaznaczę, że pomiary były wykonywane na trzech różnych odbiornikach GPS i różnica procentowa wynosi mniej więcej tyle samo niezależnie od pokonanego dystansu czy też ukształtowania terenu. Licznik rowerowy pokrywa się z licznikiem samochodowym bo z ciekawości swego czasu sprawdziłem to dokładnie.
Akurat wróciłem z małej rundki:
1. GPS 23,4 km
2. Licznik 24.1 km
W sumie nie ma to wielkiego znaczenia, ale tak na sezon, gdybym kierował się wskazaniem GPS to byłbym 180km do "tyłu"

jendrusk · 2013-08-12 19:37:03

Niestety oba urządzenia nie są dokładne...

Co do licznika - najczęściej skaluje się go podając obwód koła... a obwód ten (jak się go nie zna) mierzy się po bieżniku opony bez obciążenia...

To trochę matematyki teraz (obliczenia w zaokrągleniu - to nie apteka)...

Koło roweru górskiego ma średnicę mniej-więcej 28 cali (zależy od opony) czyli około 711 mm, obwód takiego koła to 2234 mm

Teraz załóżmy, że masz wyskalowany licznik pod ten obwód, ale siadasz na rower i opona ugina się o 1 cm na promieniu (to na prawdę nie duże ugięcie do uzyskania nawet na samym bieżniku napompowanego 'na kamień' koła)

Koło ma teraz 691mm średnicy i już tylko 2170mm obwodu.

Pierwsze koło żeby przejechać kilometr musiało się obrócić 448 razy, różnica między obwodami to 64mm co na kilometrze daje 29 metrów, a na 80 kilometrach ponad 2,5 km różnicy

Z drugiej zaś strony przyjrzyj się swojemu śladowi z GPS - jaki by nie był dokładny to zawsze lata trochę zygzakiem, czasami złapie odbicie z sąsiedniego bloku, ściany lasu, itp. co go wydłuża...

Słowem - żadne z wymienionych urządzeń nie jest dokładne...

gregorisan · 2013-08-12 19:58:04

jendrusk wrote:

Słowem - żadne z wymienionych urządzeń nie jest dokładne...

Mnie frapuje, że za każdym razem jest to taka sama różnica w odległości - niezależnie od odległosci, ukształtowania terenu, średniej prędkości i mojej wagi bo zimą jest zazwyczaj o wiele większa:D

balrog-kun · 2013-08-12 20:05:39

Nie do konca tak jest z tym ugieciem opon. Napewno to ma wplyw na pomiar, ale chyba nie az taki. Opona zmienia ksztalt z okregu na okrag ze splaszczeniem, ale obwod sie praktycznie nie zmienia (tak jak dlugosc gasienicy koparki sie nie zmieni nawet jesli ksztalt obiegu jest inny).

Last edited by balrog-kun (2013-08-12 20:07:28)

Mateusz Korniak · 2013-08-13 10:08:24

balrog-kun wrote:

Opona zmienia ksztalt z okregu na okrag ze splaszczeniem, ale obwod sie praktycznie nie zmienia .

Ale w miejscu styku opony z podłożem, promień masz zawsze mniejszy. I to ten promień determinuje obwód wirtulanej opony pokonującej dystans.
Opona jest ściśliwa (także po obwodzie) w odróżńieniu od gąsienicy koparki.

P.S. Ja bym jescze uwzględnił do błedu czy licznik nie jest na przednim kole roweru (wtedy pokonuje dłuższą trasę niż tylne koło, z racji szukania równowagi), oraz efekty poślizgu (skoro różnica zwiększa się zimą)

Zibior2 · 2013-08-13 11:21:47

Mateusz Korniak wrote:

P.S. Ja bym jescze uwzględnił do błedu czy licznik nie jest na przednim kole roweru (wtedy pokonuje dłuższą trasę niż tylne koło, z racji szukania równowagi)

I z racji tego, że koło przednie przy skręcie jedzie dłuższym promieniem niż tylne ;-)

royas · 2013-08-13 11:34:35

Z tym, że GPS pokonuje trasę bardziej jak koło przednie niż tylne. No ale rower przechyla się przy skrętach, więc GPS jedzie po mniejszym promieniu niż punkt styku koła z podłożem.

balrog-kun · 2013-08-13 15:24:54

Mateusz Korniak wrote:

Ale w miejscu styku opony z podłożem, promień masz zawsze mniejszy. I to ten promień determinuje obwód wirtulanej opony pokonującej dystans. Opona jest ściśliwa (także po obwodzie) w odróżńieniu od gąsienicy koparki.

Nie do konca sie z tym zgodze, scisliwa/rozciagliwa jest detka. Sama opona zachowuje sie troche tak jak gosienica i nie sam promien okregu nie decyduje o obwodzie.

Opona z podlozem styka sie na pewnym odcinku, a nie w punkcie. Wyobraz sobie najbardziej wysuniety do przodu punkt na oponie, ktory styka sie z podlozem -- w tym punkcie kolo ma promien niezalezny od splaszczenia opony.

Nelson777 · 2013-08-13 18:58:04

Nie, opona nie zachowuje się jak gąsienica i owszem, jej obwód wprowadzony do licznika rowerowego powinien być obliczony w warunkach normalnej eksploatacji, a nie w warunkach "laboratoryjnych" (bez cyklisty). Można na przykład przejechać prosty odcinek równy 10 obrotom koła, a następnie zmierzyć ile ma on metrów. Jednak nawet wtedy wskazania GPS nie będą takie same jak licznika, bo GPS zaniedbuje wszystkie drobne odchylenia toru ruchu przedniego koła od prostej łączącej kolejne punkty śladu. IMO, zgodność na poziomie 3% uzyskana przez gregorisana i tak jest niezła.
Jeśli natomiast ktoś nie wierzy w zależność obwodu koła od ucisku opony, to niech nie zachowuje się jak Arystoteles, tylko niech sprawdzi to doświadczalnie.

balrog-kun · 2013-08-13 19:17:33

Jasne, ze jest zaleznosc, ale nie na poziomie 2.5% od 1cm splaszczenia. Nie taka zaleznosc jakby promien kola zmalal o 1cm. To wymagaloby, zeby czesc opony caly czas byla w poslizgu. Proponuje przeczytac jeszcze raz dyskusje.

royas · 2013-08-13 19:31:29

Sprawdziłem. Koło o średnicy 28, napompowana nie na maksa, ale też nie kapeć, ok. 5cm różnicy na obrót. Mierzone kilkukrotnie.

popej · 2013-08-13 19:44:28

Proponuję sprawdzić, to nie jest trudne.
Mi wyszło jakieś 3/4 z oczekiwanego 2pi*ugięcie, ale byłoby to w granicach błędu pomiaru, bo nie robiłem tego z aptekarską dokładnością.

Nelson777 · 2013-08-13 20:05:22

balrog-kun wrote:

Jasne, ze jest zaleznosc, ale nie na poziomie 2.5% od 1cm splaszczenia. Nie taka zaleznosc jakby promien kola zmalal o 1cm. To wymagaloby, zeby czesc opony caly czas byla w poslizgu. Proponuje przeczytac jeszcze raz dyskusje.

Oczywiście, że część opony jest w poślizgu i dlatego słabo napompowana opona się szybciej zużywa. Jednak ten poślizg wcale nie musi być tak duży jak się wydaje, gdyż opona jest dość dobrze ściśliwa (ale nie jest rozciągliwa). Poza tym ja nigdzie nie twierdziłem, że należy brać dokładnie wartość promień minus ugięcie, ani że jest to główna przyczyna zauważonej przez gregorisana różnicy.

Polimerek · 2013-08-13 20:17:37

balrog-kun wrote:

Jasne, ze jest zaleznosc, ale nie na poziomie 2.5% od 1cm splaszczenia. Nie taka zaleznosc jakby promien kola zmalal o 1cm. To wymagaloby, zeby czesc opony caly czas byla w poslizgu. Proponuje przeczytac jeszcze raz dyskusje.

Sprawa jest dość mocno skomplikowana ponieważ tzw. promień dynamiczny koła z oponą nieustannie się zmienia w trakcie ruchu. Jest zależny od nawierzchni, prędkości, temperatury i wielu innych czynników. Generalnie jednak promień dynamiczny jest mniejszy od promienia koła niebciążonego o ok 3-5%. Dokładne pomiary tego zjawiska (wprawdzie dla samochodów - ale przy rowerze nie ma powodu, żeby było jakoś bardzo inaczej) można przeczytać tutaj:

http://www.polsl.pl/Wydzialy/RT/ZN_T/pe … arczek.pdf

Przy kole rowerowym wprawdzie opona jest cieńsza, ale z drugiej strony całe koło jest mniej sztywne i się ugina również w nim obręcz.

benek · 2013-08-20 13:02:29

Próbowałem zmierzyć obwód opony holenderki 28 cali czyli 32-630, aby sprawdzić na ile różni się średnicami zewnętrznymi i wewnętrznymi od typowych polskich kół 28 cali czyli 622 mm.
Zdębiałem, bo po 10 pomiarach uznałem, że to praktycznie nie jest możliwe.
Nie pamiętam błędu ale zdaje się, że oscylował zwykle między 20-30 mm.
Pomiar był przeprowadzany na zdjętej oponie.
Opona gładka praktycznie slick.
Wydawałoby się, że na obwodzie ok 220 cm błąd pomiaru stalową miarką powinien wynosić ok. 2-3 mm, a ja dostawałem tak różne wyniki, że szukając przyczyny w końcu zastosowałem 3 różne miarki.
Miarki były z różnej grubości blachy i miały różną szerokość taśmy (klasa każdej lepiej niż 1 mm/1m).
To chyba III klasa dokładności.
Zgłupiałem, bo straciłem chyba ze 20 minut i musiałem wychodzić z chałupy bez dokładnego pomiaru.
Nie rozumiałem jak to jest możliwe, że takie różnice pomiarów występują.
Po części tajemnicę zdradził Mateusz.
Nie wiem jak opona jest rozciągliwa (słabo, bo po to jest kort), ale jest cholernie kurczliwa (ściśliwa).
Druty na krawędzi opony działają jak dźwignia i jak się dociska miarkę do wiotkiej opony aby nie było uślizgu miarki po gumie, to opona zmienia promień krzywizny tzn guma przy drutach stanowi oparcie dla dźwigni przez co środek opony (grzbiet) bardzo się ściska.
20 mm w stosunku do obwodu koła to ok 1%, a miałem zdaje się błędy do 30 mm.
Zatem inny obwód był jak opona leżała na płasko,inny jak się ją trzymało pionowo, a inny jak pionowo i opierała się o podłogę.
Proszę zatem sobie wyobrazić jak różne są ugięcia podczas jazdy np w zależności od ciśnienia, prędkości, rodzaju nawierzchni, ilości skrętów kierownicy (co daje uślizg oraz jazdę po bocznej krawędzi opony).
Jeśli promień koła ma ok 35 cm to 1 cm ugięcie to właśnie 3 % zawyżony pomiar licznika.
Zatem kalibracja licznika podczas prowadzenia roweru na odcinku kilku metrów to błąd.
Nawet jazda po prostej na dłuższym odcinku ze stałą prędkością może dać błąd większy niż 1 %, bo wiele zależy od temperatury (twardość gumy i ciśnienie powietrza).
Wiele liczników ma ustawienia dzielnika złe, bo albo dzielnik nie jest zmieniany co jeden (czyli rzadziej niż co 10 mm), to na dodatek ustawiając zamiast obwodu, rodzaj opony np 27x1 1/4 nie mamy zagwarantowanego naprawdę obwodu, bo każdy producent robi balon opony po swojemu (druty, gęstość kortu, grubość gumy, bieżnik).
JEŚLI się zmienia szerokość opony (fabryczna) to zmienia się przecież jej wysokość, bo powietrze stara się obie wartości wyrównać. Zatem opony szerokie na 32 i 47 muszą mieć inny promień skoro różnią się aż o 15 mm na szerokości.
Ta różnica to aż 5% i w większości przenosi się na obwód koła.
Geoidę bym zostawił w spokoju, bo można sobie narysować cięciwę części kuli ziemskiej dla np 50 km i wysokość dwóch linii prostej i po obwodzie pewnie różnić się będzie nie więcej jak 50-100 m (nie liczyłem).
Już większą różnicę wnoszą podjazdy, ale i tu zapewne nie uzbiera się 3 %.
Podejrzewam,że 1-2 %, to niedocenione ugięcie opony czyli niewłaściwa kalibracja licznika.
Ułamki % to ścinanie łuków GPSa mierzącego co 10-20 m.
Ale spory błąd wnosi kręcenie kierownicą, które jest tym częstsze im bardziej jest stromo lub nierówno.
Każdy kamyczek gruby na 2 cm to też kradzież (zawyżenie) ponad 1 cm, bo to wjazd i zjazd z niego.
A ile zawyżają korzenie na górskich trasach?
Każda droga utwardzona budowana jest z bocznym spadkiem 2%,to też są ukryte podjazdy gdy skręcamy lub zmieniamy pas.
Czyli 50% to kalibracja, skoki ciśnienia, i różne siły uderzenia o przeszkody wprost proporcjonalne do prędkości (a nawet chyba v^2 ) i nierówności.
A drugie 50% to wina trygonometrii kąta poziomego toru jazdy (częściej się zmienia niż pionowy) z zależności c^2=a^2+b^2

Ostatnio fizycy ustalili, że rower to niezbadana machina, która wymyka się spod dotychczasowych stereotypów myślenia.
Nie wiadomo dlaczego rower utrzymuje równowagę.
Okazało się, że efekt żyroskopowy od kół, jak i wyprzedzenie związane z ugięciem widelca dają dużo mniejsze siły niż wymagane do stabilizacji toru roweru.

Announcement

#1 2013-08-12 08:27:12

Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#2 2013-08-12 09:24:25

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#3 2013-08-12 09:30:19

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#4 2013-08-12 09:44:04

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#5 2013-08-12 17:27:37

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#6 2013-08-12 17:41:53

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#7 2013-08-12 18:19:25

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#8 2013-08-12 18:56:40

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#9 2013-08-12 19:15:56

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#10 2013-08-12 19:26:04

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#11 2013-08-12 19:30:28

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#12 2013-08-12 19:37:03

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#13 2013-08-12 19:58:04

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#14 2013-08-12 20:05:39

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#15 2013-08-13 10:08:24

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#16 2013-08-13 11:21:47

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#17 2013-08-13 11:34:35

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#18 2013-08-13 15:24:54

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#19 2013-08-13 18:58:04

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#20 2013-08-13 19:17:33

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#21 2013-08-13 19:31:29

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#22 2013-08-13 19:44:28

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#23 2013-08-13 20:05:22

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#24 2013-08-13 20:17:37

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

#25 2013-08-20 13:02:29

Re: Dokładność pomiaru odległości odbiorników GPS.

Board footer