Műholdas helymeghatározás az okoseszközökben

Hogyan működik a "GPS" vétel mobiltelefonokban, okosórákban, fitneszkarkötőkben? – írta: joghurt, 2 éve

Fuss, Forest!

Jól van, ki a fenét érdekli az elmélet?! Azt mondd, mennyiben érint engem mindez futás közben!

Összehasonlítási alapom mindig egy-egy precíziós GNSS-szel felmért nyomvonal volt. A uBlox C099-F9P típusú fejlesztői csomagját Bluetoothon keresztül rá lehet kötni a telefonra, ahonnan mobilneten át meg tudja kapni a valós idejű NTRIP adatokat, és a telefon rögzíti is a méréseket. Óránként 2-3 MB adatforgalomra számíthatunk, tehát nem egy mobiltelefonon folyamatosan bekapcsolva tartós dolog. Ezért cserébe, ha türelmesek vagyunk, 2 cm, mozgás közben jellemzően 5, rosszabb esetben 10 cm pontosságot kapunk: a mérésen látni, hogy az út melyik oldalán mész, vagy a hátizsák melyik oldalán van az antenna. Ha valakit láttatok az övtáskájában a kulacsok helyett GNSS vevővel és powerbankkel, a fején a sapka alatt kétnormás aktív antennával futni, nem mondom meg, ki volt.


Megtörtént az F9P összehasonlítása „rendes” földmérő készülékekkel is (pl. Trimble R6/R10), a 2-5 ezer eurótól induló sávban. Legalább annyira pontos. Sőt... Az pedig egy külön történet, hogy miért nem annyira jó csak a nyers adatokat rögzíteni a terepen, és utólag letölteni hozzájuk otthon a korrekciós adatokat, és így elvégezni a számításokat.

Ökölszabályként azt mondanám, utófeldolgozás nélkül egy mobilos mérés kb. +1% ... +5%-ot ad hozzá a valós távolsághoz. Akkor is, ha minden nap kétszer ezen az útvonalon futsz, húsz éve. Durvább terepen, lombok alatt ez az eltérés felmehet akár +10%-ra is. A hibatartomány nem szimmetrikus, mint mondjuk egy gyártási tűrésnél. A valósnál kisebb értékek itt nem fordulnak elő. (Ha előfordulna, az azt jelzi, hogy az adott szoftver túlzásba viszi a simítást, és már az útvonal valós kanyargását is kiegyenesíti.)

Hasznos dolog a telefonos helymeghatározás: mobilhálózatból háromszögelve (~50 m pontossággal), és WiFi hotspotok alapján. Elsősorban a körülbelüli helyzet gyors meghatározására jó, leginkább lakott területeken. Pontos útvonalhoz nem pótolja a jó GNSS mérést.

A vevő mekkora részét látja az égnek? Minél nagyobbat, annál jobb. Minél többet takarunk el az égből a testünkkel, annál pontatlanabb lesz. Amikor a járvány 2020 tavaszi első hulláma alatt nem volt szabad elhagyni a települést, ugyanazt az útvonalat futottam minden nap – mindkét irányban. Vittem a telefont a combzsebemben, a derékzsebemben, felfelé és fejjel lefelé berakva, képernyővel kifelé és befelé, és a telefont a tenyeremen tartva (balesetvédelmi okokból nem javasolt). Nagyon eltérő eredményeket kaptam. Nyomvonalra is, megtett távra is.

gps0.jpg

„A karórát tartsd meg az idő mérésére, és a telefonod üzeneteinek megjelenítésére!”? A GNSS-es órákban alapvetően ugyanolyan vevő chipek vannak, mint az okostelefonokban. A telefonban jobb antenna lehet, mert több a hely a nyákon. És néhány felső kategóriás telefonban már van kétnormás (L1/L5) GNSS vevő, ami méter alatti pontosságot tesz lehetővé, míg órában ilyennel még nem találkoztam. Azért vannak egyéb tényezők is, mielőtt kidobnánk a ForeRunnerünket. Például a kevésbé kitakart ég (ld. előző bekezdés!).

Nem futás, de ott van még a nyíltvízi úszás, ahová nem szokás mobiltelefont magunkkal vinni, és a hosszokat sem tudjuk számolni. Na, itt egyedül ülnek a trónon a sportórák. Nagy előny, hogy velük a tényleges útvonalat rögzíthetjük, a kijelölt pályához képest... Pontosságuk itt is +2% ... +10% közé esik, hullámzástól és stílustól függően.

Végezetül néhány tanulságosnak szánt illusztráció.

Hegyoldal, sűrű lombkorona. A műholdak állásától függően a telefonos mérés teljesen elszállhat. A precíziós oda-vissza ugyanott megy.

Tiszta terep, csak bokrok. A zöld vonal pontosan követi a földutat a részletes ortofotón. (Itt most nem egy Google Maps műholdkép szerepel, hanem egy pontosan georeferált, jobb felbontású légifotó.) Látszik, ahogy az elágazásnál az egyik oldalról a másikra jöttem vissza. A telefonos (lila) is egészen szép mérés – amíg nem látod alatta a nagy felbontású fényképet, vagy a referencia nyomvonalat.

Hegyoldal, délnyugat felé emelkedővel. A telefonos mérések egymástól 10 méteren belüliek, így egész pontosnak hihetnénk őket. De megfigyelhetjük a mérések szisztematikus hibáját: a pontos nyomvonaltól mindig északra helyezkednek el, és nemlétező íveket használnak (az „50 m” felirat alatt a valóságban nincsen ekkora S-kanyar). A precíziós vevővel még egy vadrács körbesétálása is látszik a bal alsó sarokban.

Garmin óra vs telefon a zsebben + Strava


Konklúzió: A lényeg, hogy ne a képernyő előtt ülj, hanem inkább túrázz-fuss-ússz-bringázz! :) Ja, és kezeld a helyén a kütyüd által mért távolságokat, még ha autót is kapni az áráért.

Azóta történt

  • Amazfit T-Rex 2 - nem bánt

    Nőtt és okosodott az Amazfit kültéri sportokra tervezett modellje, de még mindig nem ér fel a legjobbakhoz, ugyanakkor jóval olcsóbb is azoknál.