การจัดการข้อผิดพลาดกับเส้นทาง GPS (กรอบทฤษฎี)

ฉันกำลังมองหากรอบทางทฤษฎีที่เหมาะสมหรือพิเศษเพื่อช่วยฉันจัดการกับการทำความเข้าใจวิธีจัดการกับข้อผิดพลาดที่ระบบ GPS มี - โดยเฉพาะเมื่อจัดการกับเส้นทาง

โดยพื้นฐานฉันกำลังมองหาข้อกำหนดเกี่ยวกับข้อมูลและอัลกอริทึมใด ๆ ที่ใช้เพื่อให้สามารถสร้างความยาวของรอยทาง คำตอบนั้นต้องเชื่อถือได้

เพื่อนคนหนึ่งของฉันคือผู้กำกับการแข่งขันของการแข่งขันซึ่งถูกเรียกเก็บเงินเป็น 160 กม. แต่ Garmin เฝ้าดูทุกคนทำให้มันเหมือนกับ 190km + มันทำให้เกิดความโศกเศร้าบ้างที่เส้นชัยขอผมบอกคุณ!

ดังนั้นเพื่อนของฉันกลับไปที่หลักสูตรพร้อมอุปกรณ์ GPS ต่างๆเพื่อทำการแมปใหม่และผลลัพธ์น่าสนใจ

ใช้มือถือ Garmin Oregon 300 เธอมี 33.7km สำหรับขาข้างหนึ่ง สำหรับขาเดียวกันบนนาฬิกาข้อมือ Garmin Forerunner 310xt มันออกมาได้ 38.3km

เมื่อฉันได้รับข้อมูลจากโอเรกอนมันชัดเจนว่ามันเป็นเพียงการบันทึกข้อมูลทุก ๆ 90 วินาทีหรือมากกว่านั้น ผู้เบิกทางทำทุกสองวินาที

เมื่อฉันวางแผนข้อมูลจากโอเรกอนฉันจะเห็นว่ามันเกิดความสับสนด้วยการสลับกลับบางส่วนและวางเส้นตรงผ่านพวกเขาและเส้นโค้งก็ลดลงเล็กน้อย

อย่างไรก็ตามฉันคิดว่าความแตกต่างของความถี่ในการบันทึกนั้นเป็นคำอธิบายที่มาก เช่นโดยการบันทึกทุก ๆ สองสามวินาทีผู้เบิกทางใกล้กับเส้นทางจริง อย่างไรก็ตามจะมีข้อผิดพลาดจำนวนหนึ่งเนื่องจากวิธีการทำงานของ GPS หากคะแนนที่บันทึกถูกกระจายไปทั่วเส้นทางจริงแบบสุ่ม (เนื่องจากข้อผิดพลาด) ระยะทางทั้งหมดจะใหญ่กว่าเส้นทางจริง (เส้นกระดิกไปด้านใดด้านหนึ่งของเส้นตรงยาวกว่าเส้นตรง)

ดังนั้นคำถามของฉัน: 1. มีเทคนิคใดบ้างที่ฉันสามารถใช้กับชุดข้อมูลเดียวเพื่อลดข้อผิดพลาดได้อย่างถูกต้อง? 2. ทฤษฎีของฉันเกี่ยวกับความแตกต่างในการบันทึกความถี่ถือน้ำหรือไม่ 3. หากฉันมีการบันทึกเส้นทางเดียวกันหลายครั้งจะมีเทคนิคใดที่ใช้ในการรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ใกล้กับเส้นทางจริงหรือไม่

อย่างที่ฉันพูดฉันไม่รู้จริงๆว่าจะค้นหาเพื่อค้นหาวิทยาศาสตร์ที่มีประโยชน์เกี่ยวกับเรื่องนี้อย่างไร ฉันกำลังมองหาวิธีที่จะสร้างระยะทางที่กำหนดและมันสำคัญมากสำหรับผู้คน อีก 30 กม. พิเศษในการแข่งขันคือ 5+ ชั่วโมงที่เราไม่ได้คาดหวัง

ตามที่ร้องขอนี่คือข้อมูลตัวอย่างบางส่วน:

ข้อมูลตัวอย่างความถี่สูงโดยละเอียด

ข้อมูลตัวอย่างความถี่ต่ำ

ขอบคุณสำหรับคำแนะนำใด ๆ ที่คุณสามารถให้

นี่เป็นปัญหาที่ได้รับการศึกษาเป็นอย่างดีในสาขาวิทยาศาสตร์เชิงพื้นที่ - คุณสามารถค้นหาการสนทนาในฟอรัม GIS

ก่อนอื่นให้สังเกตว่าการกระเพื่อมนั้นไม่จำเป็นต้องเพิ่มความยาวของเส้นทางเพราะหลาย ๆ ตัวถูกตัดในแนวโค้ง (ฉันได้ประเมินสิ่งนี้โดยให้ทั้งห้องเรียนของนักเรียนเป็นดิจิทัลในเส้นทางเดียวกันและจากนั้นฉันเปรียบเทียบเส้นทาง) มีการยกเลิกเป็นจำนวนมากจริงๆ นอกจากนี้เราสามารถคาดหวังว่าการอ่านที่ดำเนินการห่างกันเพียงไม่กี่วินาทีจะมีข้อผิดพลาดที่รุนแรงบวกและมีความสัมพันธ์ ดังนั้นเส้นทางที่วัดได้ควรเลื้อยอย่างช้าๆรอบเส้นทางที่แท้จริง แม้การออกเดินทางครั้งใหญ่จะไม่ส่งผลกระทบต่อความยาว ตัวอย่างเช่นหากคุณเบี่ยงเบนโดย (พูด) 5 เมตรด้านข้างตรงกลางของการยืดตรง 100 ม. ความยาวโดยประมาณของคุณจะสูงถึง$2 \sqrt{50^2 + 5^2} = 100.5$ข้อผิดพลาด 0.5%

เป็นการยากที่จะเปรียบเทียบสองเส้นทางโดยพลการในวิธีที่มีวัตถุประสงค์ ฉันเชื่อว่าวิธีการที่ดีกว่าอย่างใดอย่างหนึ่งคือรูปแบบของการเริ่มระบบ: ตัวอย่างย่อย (หรือพูดคุยทั่วไป) เส้นทางที่มีรายละเอียดมากที่สุดที่คุณมี เขียนความยาวของมันเป็นฟังก์ชันของจำนวนของการสุ่มตัวอย่าง หากคุณแสดงการย่อยตัวอย่างเป็นระยะทางแนวดิ่งถึงยอดจุดยอดปกติคุณสามารถคาดการณ์ความพอดีกับระยะทางศูนย์ซึ่งสามารถให้การประมาณความยาวเส้นทางที่ดีเยี่ยม

ด้วยการบันทึกหลายรายการคุณสามารถสร้างเคอร์เนลแบบ 2D ได้อย่างราบรื่นแต่ละแบบรวมความราบรื่นและขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์ภูมิประเทศเพื่อค้นหา "แนวเส้น" คุณจะไม่ได้รับสายเชื่อมต่อเดียวโดยปกติ แต่คุณสามารถแก้ไขสันเขาเข้าด้วยกันเป็นเส้นทางต่อเนื่อง ผู้คนใช้วิธีนี้ในการติดตามพายุเฮอริเคนโดยเฉลี่ย

1. ภายในชุดข้อมูลเดียวคุณสามารถทำให้ผลลัพธ์ราบรื่นขึ้น แต่นี่ไม่ใช่การลดข้อผิดพลาดเสมอไป (อคติที่สอดคล้องกันนั้นน่าดึงดูดเมื่อดูชุดเส้นทางการเคลื่อนที่หรือเวลาต่อเนื่องจากตัวรับสัญญาณเดียว)

2. ใช่ตัวอย่างความถี่ที่สูงขึ้นสามารถนำไปสู่ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นหากอุปกรณ์สังเกตที่ความถี่สูงขึ้น ในการเปรียบเทียบระดับนี้ชิปเซ็ตเฟิร์มแวร์และการกรองระดับต่ำสามารถแยกความแตกต่างของโมดูล GPS ราคาถูก

ลองใช้การวัดที่สำรวจอย่างมืออาชีพสำหรับการคำนวณเส้นทางจริงของคุณ ภาพถ่ายทางอากาศแบบ Ortho (เช่นบนแผนที่ของ Google) จะต้องคงการลงทะเบียนอย่างใกล้ชิดกับความเป็นจริงมากกว่านาฬิกาข้อมือ GPS ใช้เครื่องมือเหล่านั้นเพื่อค้นหาระยะทาง 2 มิติแทนที่จะใช้การทดลองหนึ่งหรือสองครั้งโดยใช้โมดูลจีพีเอสราคาถูกบนนาฬิกาข้อมือที่มีเสาอากาศไม่ดี

ในกรณีที่เส้นทางไม่ได้ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าโปรดระบุในคำถามมิเช่นนั้นจะไม่สมบูรณ์