korekce nadmořské výšky

[martinhub]

Ahojte,

Locus umožňuje korigovat nadmořskou výšku získanou z GPS třemi metodami.

1. odsazení výšky
2. pomocí tlakového senzoru
3. optimalizací pomocí výškových dat

Chtěl bych se zeptat, která metoda bude přesnější zaprvé pro získání co nejpřesnější nadmořské výšky a zadruhé pro získání co nejpřesnějšího čísla nastoupaných a sestoupaných metrů. Zda bude v těchto případech lepší použít tlakový senzor (a s kterým způsobem kalibrace tlakového senzoru?) nebo optimalizaci přes offline výšková data (SRTM) nebo kombinací obou?

Díky a přeji pěkný den.

Martin

[Menion]

Zdravím Martine,
  přiznám se bez mučení, že mě samotného by to zajímalo. Tedy odhad, že tlakový senzor by měl být nejpřesnější se pravděpodobně potvrdí i v praxi. Otázka je o kolik a zda to tedy stojí za to.

  Takže osobně doporučuju zkusit použít tlakový senzor s automatickou kalibrací. Pokud máš na kartě pro území kde se budeš pohybovat i HGT soubory (výšková data - http://www.youtube.com/watch?v=xRO_UEsQQrU ), pak doporučuju nechat automatickou kalibraci a pokud se budeš pohybovat po čechách, tedy rovnějším terénu a hlavně po zemi, tak doporučuju zapnout i tu "optimalizaci výškových data".

  To samotné odsazení ti umožní získat přesnější absolutní hodnotu, nicméně anomálie způsobené měření to neopraví. Nicméně tam určitě doporučuju automatickou kalibraci, která byměla fungovat naprosto dostatečně.

  Pokud někde bude mít i nějaké praktické srovnání, moc rád si to poslechnu

[martinhub]

Ahoj Menione,

díky za info. Já srovnání ještě nemám, nějak jsem se k tomu nedokopal. Nicméně mám další dotaz.

V Locusu mám nastaveno použití tlakového senzoru i optimalizaci GPS výšky (mám stažené HGT soubory pro celou republiku). Tlak se mi kalibruje automaticky dle GPS. Odsazení výšky zapnuto nemám.

Pokud si proběhnu trasu s takovýmto nastavením a následně si zobrazím podrobné informace k zaznamenané stopě přímo v Locusu, tak mi vychází převýšení pro klesání -241 m a pro stoupání 247 m.

Když si tuto stopu exportuju do GPX (v. 1.1) a následně si ji parsuji v počítači (mám napsaný skript v pythonu - stoupání počítá tak, že prochází postupně všechny body a pokud je v tagu "ele" vyšší hodnota než poslední nejvyšší, přičte se rozdíl aktuální a poslední nejvyšší do stoupání, klesání počítá analogicky), tak mi klesání vychází 287m a stoupání 294 m.

Proto bych se chtěl zeptat následující:

1. jak počítá Locus klesání a stoupání pro údaj v informacích (z jakých dat vychází, kde se nachází korektní nadmořské výšky - myslím v které databázi, případně který sloupeček to je).

2. Pokud Locus využívá pro výpočet klesání a stoupání korigované nadmořské výšky pomocí tlakového senzoru a pomocí HGT souborů (jak jsem popsal svoje nastavení nahoře), proč tyto korigované výšky nejsou součástí exportované stopy?

3. Bylo by možné do exportu zahrnou tyto korekce nadmořských výšek? V případě že ne, jak se k těmto korekcím mohu dostat (myslím ve tvaru vhodném pro automatické zpracování)?

Díky za opdověď a měj se.

Martin

[martinhub]

Tak jsem zažil mírné překvapení. Před chvilkou jsem v Locusu vyzkoušel dát v informacích o trase "vyplňte výšky". Na první pohled se nic nezměnilo. Až když jsem ze stopy odešel a opět se vrátil, tak už se údaj o klesání změnil na -284 m a údaj o stoupání na 284 m. To už víc odpovídá výsledku z mého parseru (ne úplně, viz můj předchozí příspěvek). Ještě zkusím takto upravenou stopu znovu exportovat do GPX a protáhnout parserem, jestli se něco změní nebo ne. Každopádně zajímavé chování. Já myslel, že pokud mám zapnutou optimalizaci GPS výšky pomocí HGT a tlakový senzor, tak se korekce provádějí hned a nemusím pak u jednotlivých stop nechávat vyplnit nadmořské výšky.

Martin

[Menion]

Zdravím,

1. soupání i klesání jsou počítány z dat, které jsou předoptimalizované za běhu. Tzn. v databázi jsou uložené skutečné hodnoty (měřené), ty se pak načtou, vyfiltrují a pak se napočítá převýšení

2. samotné uložené hodnoty nadmořských výšek jsou už tyto zkorigované hodnoty

3. nebylo, protože zde už nejsou známé hodnoty originální výšky z GPS

Ad vyplnění výšek - to je přeci jen zase něco jiného. Tvoje nastavení používá senzor tlaku a hodnoty z HGT souborů jsou jen pomocné. "Vyplnění výšek" využije na 100% hodnoty z HGT souborů

[martinhub]

Ahoj Menione,

dík za odpověď.

ad 1. a 2. - takže jestli to chápu správně, hodnoty nadmořských výšek exportované do gpx souboru jsou už korigované tlakovým senzorem (a případně HGT souborem). Rozdíl mezi údajem o převýšení přímo z Locusu (v informacích o stopě)  a při zpracování exportovaného GPX souboru je tedy dán pouze filtrováním hodnot při zpracování. Můžeš mi prosím napsat, jaká jsou filtrační pravidla? Souvisí to s nastavením filtru nadmořských výšek na bez filtrace, lehký, střední, těžký, ultra těžký? Pokud ano, jaká jsou filtrační pravidla pro jednotlivé filtry?

ad vyplnění výšek - takže jsem to po ...

Díky.

Martin

[Menion]

Zdravím,

ad 1., 2. - ano, nejsou to surové měřené hodnoty GPSkou, ale už rovnou korigovaná data.

A rozdíl je jak píšeš - nemá to nic společného s filtrací nastavenou ve správci nadmořských výšek. Hmm koukám že když se  vtom někdo šťourá, je to docela komplikované.

Ber to tak

1. Locus získává nějaká data (GPS, sensor, HGT soubory). Jak se všechny tyto hodnoty zpracují, určuje "Správce nadmořských výšek". Jeho výsledkem je jedno číslo a toto číslo se ukládá jako finální konečná nadmořská výška! Toto číslo se též exportuje do GPX souboru, ukládá do databáze atd.

2. Nezávisle na "Správci nadmořských výšek" Locus provádí drobnou filtraci (v podstatě jen průměrování z okolních hodnot) pro zobrazení grafu a hodnot převýšení, nicméně tyhle hodnoty jsou jen aby se zredukoval šum z měření a aby to tedy "vypadalo pěkně"

3. A nezávisle na tom všem se dá ještě použít funkce "Vyplnit nadmořskou výšku", která vezme data z HGT a (i přepíše existující) doplní data k jednotlivým bodům tratí, nic víc nedělá.

[martinhub]

OK, takže prostě pro vlastní potřebu budu brát hodnoty z gpx souboru jako ty správné nefiltrované, korigované v mém případě hlavně tlakovým senzorem. Ty tam provádíš filtraci (plovoucí průměr), aby tam nebyly skoky dané nepřesností měření. Díky a měj se pěkně.

Martin

[Dan S.]

Navážu na předchozí příspěvky.
Dá se říct, které měření nadmořské výšky je přesnější, SRTM data v Locusu nebo GPS v telefonu?
Jedná se o hodnoty naměřené v záznamu trasy.

[poutnikl]

Krátká odpověď:   SRTM je přesnější.

Dlouhá odpověď:    Dá se říct, že obě. Záleží , co myslíš pojmem přesnější. 

SRTM má lepší krátkodobou přesnost ( rozptyl hodnot ), vyjma extrémních svahů.  ( SRTM sice pro danou pozici udává vždy stejnou výšku, ale pozice se určuje z GPS, tím pádem GPS má vliv na SRTM výšku. Na 45 stupňovém svahu má SRTM výška stejnou přesnost jako GPS pozice. V kolmé stěně bude mnohem přesnější výška z GPS)

GPS má lepší dlouhodobou správnost ( odchylka střední a správné hodnoty ), protože SRTM má pro danou pozici obecně vždy systematickou chybu ( bias). To ale u záznamu trasy nehraje moc roli.

Pro účely záznamu trasy poskytuje SRTM  obecně mnohem hladší záznam výškového profilu, hlavně pro menší sklony.  To je podstatná vlastnost pro určení celkového převýšení,  srovnatelná s parametrem "Filtered ascend" u aplikace BRouter, nebo na BRouter webu.

[Dan S.]

Trochu to rozvedu o co mi jde.
Trasy jsem nahrával telefonem S6. Před 2 měsíci jsem přešel na S7. V porovnání nastoupaných metrů S6 vs S7 je značný rozdíl. Na stejné trase jsem s S6 nastoupal 500 výškových metrů a u S7 jen 250 m. U S6 jsem používal Optimalizaci naměřené výšky - těžký fitr, u S7 taky, ale přešel jsem postupně z těžkého filtru na lehký.
Když dám u zaznamenané trasy S6kou vypočítat výšky pomocí SRTM v Locusu, tak mi vždy naměřené výšky sníží (např. 500 m naměřené S6kou převede na 400m). Když u trasy zaznamenané S7kou dám vypočítat výšky, vždy mi výšky přidá, tj. z původních 250 udělá 350m.
Nerozumím tomu rozdílu naměřených výškových metrů u záznamu trasy S6 vs S7. Proč je v tom tak velký rozdíl, S6 nadhodnocuje a S7 podhodnocuje?

Díky tomu rozdílu přemýšlím, jaký zdroj nastoupaných metrů použít, zda GPS nebo SRTM? Zaznamenané trasy většinou vedou lesem, polem, někdy je špatný výhled na oblohu.

Při zkoušce dalšího telefonu, Vodafone Prime6, ten to přepálí úplně, na trase, kde by mělo být cca 200 m, zaznamený 700 m. Přitom GPS má velmi přesnou.

[poutnikl]

GPS přijímače jsou všechny přesné přibližně stejně. Primární je samotná chyba GPS systému a signálové + geometrické podmínky příjmu. Zařízení ji ovlivní jen nepřímo citlivostí přijímače a  počtem satelitů/sítí, které je schopno přijímat a zpracovat.  Měření lze zpřesnovat opakovaným statickým měřením, což nelze použít při pohybu. Některé systémy mohou předávat už předfiltrovaná data, takže mohou vypadat přesnější.

2 zařízení lze seriozně srovnávat pouze při paralelním záznamu  se stejným softwarem a jeho nastavením.

Co je naopak podstatné je softwarové zpracování časové serie 3D GPS signálu.

U čistě GPS výšek - slabá  filtrace ponechá šum, takže udává převýšení vyšší než skutečné. Silná filtrace filtruje nejen šum, ale i realné nepravidelné změny výšky, takže udává převýšení nižší než skutečné. Ideální filtrace GPS výšek -  která je pro každý připad jiná a nelze ji předem určit - navzájem anuluje vliv zbytkového ponechaného šumu a lehkého vyhlazení reálného profilu.

Dále je podstatný způsob práce se SRTM - viz Nastavení - senzory. Nahrazení GPS výšky SRTM výškou vytvoří výškový profil jen minimálně závislý na zařízení ( Zbytková závislost je dana určením SRTM výšky ze zašuměné GPS pozice. ). Optimalizuce GPS výšek SRTM výškou, tak já to chápu, více méně ponechává GPS výšky s malou chybou, ale nahradí ty s velkou SRTM výškou. I tady záleží, jaká filtrace se použije a kdy 9 jestli před SRTM úpravou, nebo po ní ).

Tvoje data se mi zdají, že u jednoho zařízení je nedofiltrováno, zatímco u druheho přefiltrováno.  SRTM optimalizace ( asi spíše než nahrazení ) převýšení popostrčí směrem k čistému SRTM profilu.  Já bych osobně SRTM úpravu dat používal, bud optimalizaci, nebo nahrazení.

[freischneider]

When I record a track, it shows wrong amount. On the dashboard it shows 1700 m. When I save the track then it shows 950 m. A big difference and I already have SRTM. During the tour, I always have wrong values in the dashboard. Then I can turn it off immediately.

[Dan S.]

Provedl jsem další měření dvěma telefony současně a zjistil následující nastoupanou výšku u záznamu trasy:
S7 se zapnutým barometrem - 176 m (klesání 179 m)
S6 bez barometru - 141 m (klesání 177 m)
Vyplnění výšek pomocí SRTM - 228 m (klesání 228 m)

u obou telefonů byla vypnutá Optimalizace výšek, aby záznam nebyl ničím ovlivněn. Trasa začínala a končila na stejném místě, nebyla moc kopcovitá.
Existuje nějaký web s mapou, kde jde udělat rozbor gpx souboru k porovnaní všech tří záznamů? Rád bych zjistil, která verze záznamu je nejblíž realitě.

[Žajdlík Josef]

Porovnání můžeš udělat třeba zde: http://www.mygpsfiles.com/app/ Případně podrobnosti k výškám zde: http://utrack.crempa.net/ Podle mě si ale stejně moc nepomůžeš, protože ty webové mapy stejně budou používat zase jen SRTM data. Případně si je převezmou z GPX pokud to při exportu z Locusu zatrhneš.