Hogyan javíthatom a magassági pontosságot a TwoNav GPS-ben?
Tartalom
bevezetés
2021 eleje óta az IGN ingyenes hozzáférést biztosít egyes adataihoz:
- Az IGN TOP 25 térképei még nem ingyenesek, a Géoportail-en elérhető térképváltozat azonban ingyenes.
- Az IGN 5 x 5 m-es magasságmérő adatbázisai szabadon elérhetőek. Ezek az adatbázisok lehetővé teszik digitális domborzatmodell elkészítését, pl. egy magassági térkép 5 mx 5 m vagy 1 m x 1 m vízszintes felbontással, 1 m függőleges felbontással. Vagy nagyszerű definíció azoknak a felhasználóknak, akik vagyunk.
Ez az oktató jellegű cikk kifejezetten a GPS TwoNav és a Land szoftver felhasználóinak szól.
Jelenleg nem lehet befolyásolni a Garmin GPS magassági adatokat.
Mi az a digitális magasságmodell (DTM)
A digitális magassági modell (DEM) a Föld felszínének magassági adatokból létrehozott háromdimenziós ábrázolása. A magassági fájl (DEM) pontossága a következőktől függ:
- a magassági adatok minősége (pontosság és a felméréshez használt eszközök),
- Egységcella mérete (pixel),
- Ezeknek a rácsoknak a lokalizációjának vízszintes pontosságáról,
- A földrajzi hely pontossága, és ezáltal a GPS, a csatlakoztatott óra vagy az okostelefon minősége.
Egy födém vagy csempe az IGN Altimetric adatbázisból. 5 km x 5 km méretű lapka, amely 1000 × 1000 cellából vagy 5 × 5 m-es cellából áll (Saint Gobain Aisne Forest). Ezt a képernyőt az OSM alaptérképére vetítik.
A DEM egy olyan fájl, amely meghatározza a rács közepén elhelyezkedő pont magassági értékét úgy, hogy a rács teljes felülete azonos magasságban van.
Például egy 5 x 5 m-es Aisne BD Alti IGN részlegfájl (a nagy mérete miatt kiválasztott részleg) alig 400 lapkát tartalmaz.
Minden rácsot a szélességi és hosszúsági koordináták készlete azonosít.
Minél kisebb a rácsméret, annál pontosabbak a magassági adatok. A hálóméretnél (felbontásnál) kisebb magassági részleteket figyelmen kívül hagyja.
Minél kisebb a hálóméret, annál nagyobb a pontosság, de annál nagyobb lesz a fájl, így több memóriát foglal el, és nehezebb feldolgozni, ami esetleg lelassíthatja a többi feldolgozási műveletet.
A DEM fájl mérete egy részlegnél körülbelül 1 Mo 25 x 25 m, 120 Mo 5 m x 5 méter esetén.
A legtöbb alkalmazás, webhely, GPS és fogyasztói okostelefon által használt DEM-ek a NASA által biztosított ingyenes globális adatokból származnak.
A NASA DEM pontossági sorrendje 60m x 90m cellaméret és 30m lépésmagasság.Ezek nyers fájlok,nem javítottak,és gyakran interpolálva vannak az adatok,átlagos a pontosság,nagy lehet hibákat.
Ez az egyik oka a GPS függőleges pontatlanságának, ami megmagyarázza a nyomvonalnál megfigyelt magasságkülönbséget, attól függően, hogy melyik webhelyen van tárolva, a GPS-től vagy a magasságkülönbséget rögzítő okostelefontól függően.
- A Sonny MNT (lásd később az útmutatóban) körülbelül 25 x 30 méteres cellamérettel ingyenesen elérhető Európában. Pontosabb adatforrásokat használ, mint a NASA MNT, és dolgozott a főbb hibák kiküszöbölésén. Ez egy viszonylag pontos DEM, amely alkalmas hegyi kerékpározásra, jó teljesítménnyel Európa szerte.
A fenti képen a salakhalmokat (Valenciennes közelében) lefedő magasságmérő csempét (MNT BD Alti IGN 5 x 5) 2,5 m-re egymástól XNUMX m-re elhelyezkedő szintvonalakká alakították át, és az IGN térképén helyezték el. A kép lehetővé teszi, hogy „meggyőzzön” ennek a DEM-nek a minőségéről.
- Az 5 x 5 m-es IGN DEM vízszintes felbontása (cellamérete) 5 x 5 m, függőleges felbontása 1 m. Ez a DEM biztosítja a domborzati magasságot; az infrastrukturális objektumok (épületek, hidak, sövények stb.) magasságát nem veszik figyelembe. Az erdőben ez a föld magassága a fák tövében, a víz felszíne minden egy hektárnál nagyobb tározó esetében a part felszíne.
DEM összeszerelés és telepítés
A gyorsabb mozgáshoz: Egy TwoNav GPS felhasználó 5 x 5 m IGN adatok felhasználásával Franciaországot lefedő digitális terepmodellt állított össze, amely régiónként letölthető a CDEM 5 m (RGEALTI) ingyenes oldaláról.
A felhasználó számára a megfelelő teszt a „DEM” megbízhatóságának felmérésére a tó felszínének 3D-s megjelenítése.
A régi kovácsművek (Ardennek) tava alatt, fent BD Alti IGN és lent BD Alti Sonny 3D-ben. Látjuk, hogy van minőség.
A TwoNav által a GPS- vagy LAND-szoftverekhez alapkivitelben szállított CDEM magasságmérő térképek nem túl megbízhatóak.
Így ez az „oktatóanyag” felhasználói útmutatót nyújt a megbízható magasságmérési adatok „csempék” letöltéséhez a TwoNav GPS és LAND szoftverekhez.
Az adatok ingyenesen elérhetők:
- Egész Európa: Sonny magasságmérő adatbázis,
- Franciaország: IGN magasságmérő adatbázis.
Létrehozhat egy fájlt, amely csak országot, osztályt vagy földrajzi területet fed le (födém / csempe / pellet), hogy megtakarítsa a használható memóriát, vagy kisebb fájlokat használjon.
Sonny magasságmérők adatbázisa
Az 1''-es modellek 1° x 1°-os fájldarabokra vannak osztva, és SRTM (.hgt) formátumban érhetők el, szélességtől függően 22 × 31 m cellamérettel. Ezt a formátumot világszerte használják és számos programban használják. Ezeket koordinátáikkal jelölik, például N43E004 (43 ° északi szélesség, 4 ° keleti hosszúság).
eljárás
- Csatlakozzon a https://data.opendataportal.at/dataset/dtm-france webhelyhez
- Töltse le a kiválasztott országnak vagy földrajzi szektornak megfelelő csempéket.
Bontsa ki a .HGT fájlokat a letöltött ZIP fájlok közül.
Töltsön be minden .HGT fájlt a LAND-ba
- A LAND-ban az összes kívánt .hgt nyitva van, a többit zárd be.
- Kérjük, tegye a "Kombinálja ezeket a DEMS-eket", a fordítási idő hosszú lehet a begyűjtendő csempék számától függően (válasszon cdem kiterjesztést) a Twonav GPS-en használható .CDEM fájlhoz.
OSM "csempék" és MNT "csempék" térképezés a LAND-ban, minden hordozható GPS-re és 100%-ban ingyenes!
IGN magasságmérő adatbázis
Ez az adatbázis osztályonkénti címtárból áll.
eljárás
- Csatlakozzon a Geoservices webhelyhez. Ha ez a hivatkozás nem működik: a böngészőjének "nincs FTP hozzáférése": ne essen pánikba! Használati útmutató:
- A fájlkezelőben:
- kattintson jobb gombbal "ez a számítógép"
- jobb gombbal kattintson a "hálózati hely hozzáadása" gombra
- Írja be a címet «ftp: // RGE_ALTI_ext: Thae5eerohsei8ve@ftp3.ign.fr» «without« »;
- Nevezze el ezt a hozzáférést az IGN geoszolgáltatás azonosításához
- Fejezd be a folyamatot
- Várjon néhány percet, amíg a fájllista frissül (ez néhány percig tart)
- Mostantól hozzáférhet az IGN-adatokhoz:
- Kattintson a jobb gombbal a másolni kívánt adatfájlra.
- Ezután INSERT a célkönyvtárba
- A töltési idők hosszúak lehetnek!
Ez a kép a Vaucluse 5m x 5m magasságmérő adatbázis importálását szemlélteti. Kattintson a jobb gombbal a fájlra, majd másolja a mappába, és várja meg a letöltést.
A „zip-csomagolt” fájl kicsomagolása után fastruktúrát kapunk. Az adatok körülbelül 400 5 km x 5 km méretű adatfájlnak (csempének) vagy 1000 × 1000 5 m x 5 m-es cellának felelnek meg .asc formátumban (szöveg formátumban) a tanszék számára.
A többlapos lemez főleg az MTB pályát takarja.
Minden 5x5 km-es cellát egy 93-as Lambert-koordináta-készlet azonosít.
A csempék bal felső sarkának UTM-koordinátái x = 52 6940 és y = 5494 775:
- 775: oszloprangsor (770, 775, 780, ...) a térképen
- 6940: A vonal rangja a térképen
- Tánc FÖLD
- A következő lépésben keresse meg az adatokat a "data" könyvtárban, csak az első fájlt válassza ki:
- Nyissa meg, majd erősítse meg, megnyílik az alábbi ablak, legyen óvatos, ez a legkényesebb lépés :
Válassza ki a Lambert-93 és a Datum RGF 93 vetítést, és jelölje be a bal alsó sarokban található négyzetet.
A Land kivonja és formázza az * .asc csempékből származó adatokat, ami eltarthat egy ideig.
Miután létrehozta a lemezeket DEM-ből SRTM (HGT / DEM) formátumban, annyi van belőlük, mint * .asc formátumú fájl.
- A Land lehetővé teszi, hogy egyetlen DEM-fájlba, vagy csempén vagy granulátumonként „egyesítse” őket, hogy megfeleljen az Ön igényeinek (ne feledje, hogy a fájlméret lelassíthatja a GPS-feldolgozást)
A használat megkönnyítése érdekében célszerű (nem szükséges) először letakarni az összes nyitott kártyát.
A térkép menüben (lásd lent) nyissa meg az összes * .hdr formátumú fájlt (a legkevésbé terjedelmes) az importált adatbázis adatkönyvtárából (mint az előző műveleteknél)
A Land megnyitja a HDR fájlokat, a DEM részleg betöltődik és használható
- Itt használhatod az Ardennes DEM-et (bump map), a könnyebb használat érdekében ezeket egy fájlba fogjuk összevonni.
Lista menü:
Kombinálja ezeket a DEM-eket
Válassza ki a * .cdem formátumot, és nevezze el a fájlt DEM-nek.
Az egyesítés egy kis időt vesz igénybe, több mint 21 000 fájlt kell egyesíteni. Ezért az a javaslat, hogy a játszótereket MNT granulátum alapján dolgozzátok.
Az általunk készített ardenneki domborzat digitális modellje, csak nyissa meg ezt az IGN Geoportal térképfájlt, például az alábbiak szerint.
A tesztet úgy hajtják végre, hogy közvetlenül kinyitják az UtagawaVTT „Château de Linchamp” pályát, amely az elején látható 997 m magasságkülönbséggel, 981 m Sonny DTM-mel (korábbi folyamat) és 1034 m, amikor Land minden ponton a magasságot 5 x 5 méteres DTM magasságra cseréli. .
A szintkülönbség kiszámítása az IGN térkép szintvonalainak összegzésével 1070 m-es szintkülönbséget mutat, azaz 3%-os eltérést, ami teljesen korrekt.
Az 1070-es érték hozzávetőleges marad, mert nem triviális domborzati térképen görbéket számolni.
Magasságmérő fájl használata
Az MNT.cdem fájlokat a LAND használhatja a magasság kinyerésére, a magasság, a lejtés, az útpont nyomvonalainak és egyebek kiszámítására; és az összes TwoNav GPS készüléknél elég a fájlt a / map könyvtárba tenni és map.cdem néven kiválasztani.
A pontatlan magasságról szóló blogcikk feltárja a GPS segítségével a magasságmérés és a magasságkülönbség problémáját, az elv átvihető a GPS-órákra és az okostelefon-alkalmazásokra is.
A gyártók többféle módszert alkalmaznak a cikkben bemutatott pontatlanságok „törlésére”, a (mozgóátlagos) magassági adatok szűrésére, barometrikus érzékelő vagy digitális terepmodell segítségével.
A GPS-magasság „zajos”, azaz egy átlagos érték körül ingadozik, a légköri magasság a légnyomás és a hőmérséklet szeszélyeitől függ, így az időjárás és a DEM fájlok pontatlanok lehetnek.
A barométer GPS-szel vagy DEM-mel történő hibridizálása a következő elven alapul:
- A légköri magasság változása hosszú időn keresztül függ az időjárási viszonyoktól (nyomás és hőmérséklet),
- A GPS magassági hibák hosszú időn keresztül kiszűrődnek,
- A DEM hibák sokáig hasonlóak a zajhoz, ezért kiszűrik őket.
A hibridizáció az átlagos GPS- vagy DEM-magasság kiszámításáról szól, és abból kinyerjük a magasságváltozást.
Például az elmúlt 30 percben a szűrt zaj (GPS vagy MNT) magassága 100 m-rel nő; ugyanakkor ugyanebben az időszakban a barométer által jelzett magasság 150 méterrel nőtt.
Logikusan a magasságváltozásnak azonosnak kell lennie. Ezen érzékelők tulajdonságainak ismerete lehetővé teszi a -50 m-es barométer "újraállítását".
Jellemzően Baro + GPS vagy 3D módban a barométer magasságát a rendszer úgy korrigálja, ahogyan egy túrázó vagy hegymászó tette volna manuálisan az IGN térképre hivatkozva.
Pontosabban, egy friss GPS vagy egy friss okostelefon (jó minőségű) 3,5 m-es pontossággal érzékeli Önt (FIX) a vízszintes síkban 90-ból 100-szer, ha a vételi körülmények ideálisak.
Ez a vízszintes „teljesítmény” 5 mx 5 m vagy 25 m x 25 m szembőségnek felel meg, és ezeknek a DTM-eknek a használata jó függőleges pontosságot tesz lehetővé.
A DEM a talaj magasságát mutatja, ha például a Tarn-völgyet átkelünk a Millau viadukton, akkor a DEM-en rögzített nyomvonalnak a völgy aljára kell vinnie, még akkor is, ha az út a viadukt platformján marad. ...
Egy másik példa, amikor hegyikerékpározáskor vagy meredek hegyoldalon utazik, a vízszintes GPS-pontosság romlik a maszkolás vagy a többutas hatások miatt; akkor a FIX-hez rendelt magasság megfelel egy szomszédos vagy távolabbi födém magasságának, tehát vagy a völgy tetejének, vagy aljának.
Nagy felületű rácsokból kialakított reszelő esetén a magasság a völgy alja és a teteje közötti átlaghoz fog hajlani!
E két szélsőséges, de tipikus példa esetében a kumulatív magasságkülönbség fokozatosan el fog térni a valódi értéktől.
Használati ajánlások
A mellékhatások elkerülése érdekében:
- Kalibrálja a GPS barométert a kiindulási pont magasságában, röviddel indulás előtt (valamennyi GPS-gyártó ajánlja),
- hagyja, hogy a GPS végezzen néhány JAVÍTÁST a követés megkezdése előtt, hogy megfeleljen a pozíció pontosságának,
- válassza ki a hibridizációt: magasságszámítás = Barométer + GPS vagy Barométer + 3D.
Ha a pálya magasságát a DEM-hez szinkronizálták, akkor nagyon pontos magasság- és lejtőszámításokat kap, mint az alábbi képen, ahol a különbség mindössze 1 méter.
- GPS Trail 2 (72 dpi rontott képrögzítés, 200 dpi GPS képernyő)
- Átfedő raszteres és OSM vektoros térkép
- 1. lépték: 10 000
- A CDEM 5mx5m BD Alti IGN árnyékolás kiemeli a magasságot 1 méteres lépésekben.
Az alábbi képen két egyforma, 30 km-es (azonos hírű) pálya profilja hasonlítható össze, az egyik magassága az IGN DEM-mel, a másik a Sonny DEM-mel lett szinkronizálva, egy baro + hibrid 3d módban futott útvonal.
- Magasság az IGN térképen: 275 m.
- GPS-szel kiszámított magasság Hybrid Baro + 3D módban: 295 m (+ 7%)
- GPS-szel kiszámított magasság Hybrid Baro + GPS módban: 297 m (+ 8%).
- Szinkronizált emelkedés IGN MNT-n: 271 m (-1,4%)
- Szinkron emelkedés a Sonny MNT-n: 255 m (-7%)
Az "igazság" valószínűleg a 275 m IGN-en kívül van a görbe beállítás miatt.
Példa a GPS barometrikus magasságmérő automatikus kalibrálására (kompenzációjára) a fent látható útvonalon (Eredeti naplófájl a GPS-ből):
- Nincs függőleges halmozás a magasságkülönbség kiszámításához: 5 m, (a paraméterezés megegyezik az IGN térkép görbéivel),
- Magasság kalibrálás/visszaállítás közben:
- GPS 113.7 m,
- Barometrikus magasságmérő 115.0 m,
- Magasság MNT 110.2 m (Carte IGN 110 m),
- Iteráció (elszámolási időszak): 30 perc
- Barometrikus korrekció a következő 30 percben: – 0.001297
