TwoNav GPSの高度精度を向上させるにはどうすればよいですか？

プリアンブル

2021年の初め以来、IGNはそのデータの一部への無料アクセスを提供してきました。

• IGNのTOP25マップはまだ無料ではありませんが、Géoportailで入手できるマップバージョンは無料です。
• IGN高度計5x 5mのデータベースは無料で入手できます。 これらのデータベースを使用すると、数値地形モデルを作成できます。 水平解像度が5mx 5mまたは1mx 1mで垂直解像度が1mの高さマップ。または、ユーザーにとって優れた定義です。

チュートリアル形式のこの記事は、GPSTwoNavおよびLandソフトウェアのユーザーを対象としています。

現在、GarminGPS高度データに影響を与えることはできません。

数値標高モデル（DTM）とは

デジタル標高モデル (DEM) は、標高データから作成された地表の XNUMX 次元表現です。 標高ファイル (DEM) の精度は、以下に依存します。

• 高度データの品質（測量に使用される精度と手段）、
• ユニットセルサイズ（ピクセル）、
• これらのグリッドのローカリゼーションの水平精度について、
• ジオロケーションの精度、したがってGPS、接続された時計、またはスマートフォンの品質。

IGNAltimetricデータベースのスラブまたはタイル。 5×5セルまたは1000mx 1000 mセルで構成される5km x 5 kmのタイル（Saint Gobain Aisne Forest）。 この画面はOSMベースマップに投影されます。

DEM は、グリッドのサーフェス全体が同じ高さで、グリッドの中心にあるポイントの高さの値を定義するファイルです。

たとえば、5 x 5 mのAisneBD Alti IGN部門ファイル（サイズが大きいために選択された部門）は、400タイルをわずかに下回っています。

各グリッドは、緯度と経度の座標のセットによって識別されます。

グリッドサイズが小さいほど、標高データはより正確になります。 メッシュサイズ（解像度）よりも小さい標高の詳細は無視されます。

メッシュサイズが小さいほど精度は高くなりますが、ファイルが大きくなるため、より多くのメモリスペースを使用し、処理が難しくなり、他の処理操作が遅くなる可能性があります。

部門のDEMファイルサイズは、1m x 25mで約25Mo、120m x5mで5Moです。

ほとんどのアプリ、ウェブサイト、GPS、消費者向けスマートフォンで使用されているDEMは、NASAが提供する無料のグローバルデータからのものです。

NASA DEM の精度のオーダーは、60m x 90m のセル サイズと 30m のステップの高さです. これらは未加工のファイルであり、修正されていません. 多くの場合、データは補間されています. 精度は平均的です.エラー。

これがGPSの垂直方向の不正確さの理由のひとつであり、トラックがホストされているWebサイト、GPSまたは高度の違いを記録したスマートフォンによって、トラックで観測された高度の違いを説明しています。

• Sonny MNT（このガイドの後半を参照）は、セルサイズが約25m x 30mで、ヨーロッパで無料で利用できます。NASAMNTよりも正確なデータソースを使用し、主要なバグに対処するために取り組んできました。 これは、マウンテンバイクに適した比較的正確なDEMであり、ヨーロッパの国全体で優れたパフォーマンスを発揮します。

上の画像では、スラグヒープ（Valenciennesの近く）を覆う高度タイル（MNT BD Alti IGN 5 x 5）が、2,5 m間隔の等高線に変換され、IGNマップに重ねられています。 この画像を使用すると、このDEMの品質を「納得」させることができます。

• 5 x 5 m IGN DEM の水平解像度 (セル サイズ) は 5 x 5 m、垂直解像度は 1 m. この DEM は地形の標高を提供します。 インフラストラクチャ オブジェクト (建物、橋、生け垣など) の高さは考慮されません。 森林では、これは木の根元にある地球の高さであり、水面は XNUMX ヘクタールを超えるすべての貯水池の海岸の表面です。

DEMの組み立てと設置

より速く移動するには：TwoNav GPSユーザーが、5 x 5 mのIGNデータを使用して、フランスをカバーする数値地形モデルを作成しました。これらは、無料サイトCDEM 5 m（RGEALTI）から地域ごとにダウンロードできます。

ユーザーにとって、「DEM」の信頼性を評価する正しいテストは、湖面を 3D で視覚化することです。

古い鍛造の湖（アルデンヌ）の下で、上のBD AltiIGNと下のBDAltiSonnyによって3Dで示されています。 品質があることがわかります。

TwoNavがGPSまたはLANDソフトウェアの標準として提供しているCDEM高度計マップは、あまり信頼性がありません。

したがって、この「チュートリアル」は、TwoNav GPS および LAND ソフトウェア用の信頼できる高度測定データの「タイル」をダウンロードするためのユーザー ガイドを提供します。

データは次の場合に無料で利用できます。

• すべてのヨーロッパ：Sonny Altimetry Database、
• フランス：IGN高度計データベース。

国、部門、または地理的領域（スラブ/タイル/ペレット）のみをカバーするファイルを作成して、使用可能なメモリを節約したり、より小さなファイルを使用したりできます。

Sonny高度計データベース

1 ''モデルは1°x1°のファイルチャンクに分割され、緯度に応じてセルサイズが22×31 mのSRTM（.hgt）形式で利用できます。この形式は、世界中で使用され、多くのプログラムで使用されています。 これらは、たとえばN43E004（北緯43度、東経4度）などの座標で指定されます。

手続き

1. サイトhttps://data.opendataportal.at/dataset/dtm-franceに接続します

2. 選択した国または地理的セクターに対応するタイルをダウンロードします。

3. ダウンロードした.ZIPファイルから.HGTファイルを抽出します。

4. 各.HGTファイルをLANDにロードします

5. LANDでは、必要な.hgtがすべて開いており、残りを閉じます。

6. 「これらのDEMSをマージ」を実行すると、Twonav GPSで使用できる.CDEMファイルを収集するタイルの数（cdem拡張子を選択）によっては、コンパイル時間が長くなる可能性があります。

LANDのOSM「タイル」およびMNT「タイル」マッピング。すべてがGPSに移植可能で、100％無料です。

IGN高度計データベース

このデータベースは、部門ごとのディレクトリで構成されています。

手続き

1. Geoservicesサイトに接続します。 このリンクが機能しない場合：ブラウザに「FTPアクセスがありません」：慌てる必要はありません。 ユーザーガイド：
   • ファイルマネージャーの場合：
   • 「このコンピュータ」を右クリックします
   • 「ネットワークの場所を追加」を右クリックします
   • アドレス「ftp://RGE_ALTI_ext: [e-mail]」を「」なしで入力します。
   • このアクセスに名前を付けて、IGNジオサービスから識別します
   • プロセスを終了します
   • ファイルリストが更新されるまで数分待ちます（数分かかります）
2. これで、IGNデータにアクセスできます。
   • コピーするデータファイルを右クリックします。
   • 次に、ターゲットディレクトリに挿入します
   • 充電時間は長くなる可能性があります！

この画像は、Vaucluse 5m x 5m 高度計データベースのインポートを示しています。ファイルを右クリックし、フォルダーにコピーして、ダウンロードされるまで待ちます。

「圧縮された」ファイルを解凍すると、ツリー構造が得られます。 データは、約 400 個のデータ ファイル (タイル) 5 km x 5 km または 1000 × 1000 セル 5 m x 5 m の .asc 形式 (テキスト形式) の部門に対応します。

マルチタイルディスクは主にMTBトラックをカバーします。

各5x5kmセルは、ランバート座標93のセットによって識別されます。

このタイルまたはスラブの左上隅の UTM 座標は、x = 52 6940 および y = 5494 775 です。

• 775：マップ上の列ランク（770、775、780、...）
• 6940：地図上で線をランク付けする

3. ダンスランド

4. 次のステップでは、「data」ディレクトリでデータを見つけ、 最初のファイルのみを選択します。

5. 開いて確認すると、以下のウィンドウが開きます。 注意してください、これは最もデリケートなステップです :

投影ランベルト-93とデータムRGF93を選択し、左下隅のチェックボックスをオンにします。

Landは、*。ascタイルからデータを抽出してフォーマットしますが、これには時間がかかる場合があります。

SRTM（HGT / DEM）形式のDEMからプレートを作成した後、*。asc形式のファイルと同じ数のプレートがあります。

6. Land では、それらを XNUMX つの DEM ファイルに、またはニーズに合わせてタイルまたはグラニュールに「結合」できます (ファイル サイズによって GPS 処理が遅くなる可能性があることに注意してください)。

使いやすさのために、最初にすべての開いているカードをカバーすることが望ましいです（必須ではありません）。

マップメニュー（以下を参照）で、インポートされたデータベースデータディレクトリの* .hdr形式（ボリュームが最小）のすべてのファイルを開きます（前の操作と同様）。

土地がHDRファイルを開き、部門DEMが読み込まれ、使用できる

7. ここでは、Ardennes DEM（バンプマップ）を使用できます。使いやすくするために、これらをXNUMXつのファイルに結合します。

リストメニュー：

これらのDEMを組み合わせる

* .cdem形式を選択し、ファイルにDEMという名前を付けます。

マージプロセスには少し時間がかかります。21を超えるファイルをマージする必要があります。 したがって、遊び場をカバーするMNT顆粒に基づいて作業することをお勧めします。

作成したアルデンヌ地形のデジタルモデル。たとえば、以下に示すように、このIGNジオポータルマップファイルを開くだけです。

テストはスタート時に表示された歌川VTTトラック「シャトー・ド・ランシャン」を直接開通させて行い、高低差は997m、ソニーDTMで981m（前工程）、ランドが各ポイントの高さをDTM高さ1034m×5mに置き換えると5m。 .

IGNマップの等高線を合計してレベル差を計算すると、1070 mのレベルの差、つまり3％の差が示されますが、これは非常に正しいことです。

マップ上の曲線を浮き彫りに計算するのは簡単ではないため、1070の値は概算のままです。

高度計ファイルの使用

MNT.cdemファイルは、LANDが標高を抽出し、標高、勾配、ウェイポイントトラックなどを計算するために使用できます。 また、すべてのTwoNav GPSデバイスの場合、ファイルを/ mapディレクトリに配置し、map.cdemとして選択するだけで十分です。

不正確な高度に関するブログ記事は、GPSを使用した高度計と高度差の問題を明らかにしています。この原理は、スマートフォンアプリだけでなくGPS時計にも引き継がれます。

製造業者は、気圧センサーまたは数値地形モデルを使用して、この記事に示されている不正確さを「消去」するためにいくつかの方法を使用し、高度データをフィルタリング（移動平均）します。

GPS 高度は「ノイズが多い」、つまり平均値付近で変動します。気圧高度は気圧と気温の変動に依存するため、天気と DEM ファイルが不正確になる可能性があります。

気圧計とGPSまたはDEMのハイブリッド化は、次の原則に基づいています。

• 長期間にわたって、気圧高度の変化は気象条件（気圧と気温）に依存します。
• 長期間にわたって、GPS高度エラーは除外されます。
• 長い間、DEMエラーはノイズに似ているため、フィルターで除外されます。

ハイブリダイゼーションとは、GPSまたはDEMの平均高度を計算し、そこから高度の変化を抽出することです。

たとえば、過去30分間に、フィルタリングされたノイズ（GPSまたはMNT）の高さが100m増加しました。 しかし、同じ期間に、気圧計によって示される高度は150メートル上昇しました。

論理的には、高さの変化は同じである必要があります。 これらのセンサーの特性に関する知識により、-50mの気圧計を「再調整」することができます。

通常、バロ+ GPSまたは3Dモードでは、ハイカーまたはクライマーがIGNマップを参照して手動で行ったように、気圧計の高度が修正されます。

具体的には、最近のGPSまたは最近のスマートフォン（高品質）は、受信状態が理想的な場合、水平面で3,5 mの精度で90回のうち100回あなたを検出します（FIX）。

この水平方向の「パフォーマンス」は、5 mx 5mまたは25mx 25 mのメッシュサイズに対応し、これらのDTMを使用すると、優れた垂直方向の精度が得られます。

DEMは地面の標高を示します。たとえば、ミヨー高架橋でタルン渓谷を横断する場合、パスが高架橋プラットフォームに残っている場合でも、DEMに記録されたトラックで谷の底に移動する必要があります。 ..。

別の例として、マウンテンバイクや急な山腹を旅行している場合、マスキングやマルチパス効果により、水平GPSの精度が低下します。 その場合、FIXに割り当てられた高さは、隣接するスラブまたはより離れたスラブの高さに対応します。したがって、谷の上部または下部に対応します。

大きな表面のグリッドで形成されたファイルの場合、高さは谷の底と頂上の間の平均になる傾向があります！

これらのXNUMXつの極端ですが典型的な例では、高さの累積差は徐々に真の値から逸脱します。

使用に関する推奨事項

副作用を避けるために：

• 出発直前に出発点の高度でGPS気圧計を校正します（すべてのGPSメーカーが推奨）。
• 測位精度が一致するように、追跡を開始する前にGPSにいくつかの修正を行わせます。
• ハイブリダイゼーションを選択します：高度計算=気圧計+ GPSまたは気圧計+ 3D。

トラックの標高がDEMに同期されている場合、下の画像のように、差がわずか1メートルである非常に正確な標高と勾配の計算が可能になります。

• GPS Trail 2（72dpi劣化画像キャプチャ、200dpi GPS画面）
• オーバーレイラスターとOSMベクトルマップ
• スケール1：10
• CDEM 5mx5m BD Alti IGNシェーディングは、1m刻みで高さを強調します。

下の画像は、30 つの同一の 3km トラック (同じ名声) のプロファイルを比較しています。XNUMX つの高さは IGN DEM と同期され、もう XNUMX つはバロ + ハイブリッド モード XNUMXd で実行されるルートである Sonny DEM と同期されています。

• IGNマップ上の高度：275m。
• ハイブリッドバロ+ 3DモードでGPSを使用して計算された高度：295 m（+ 7％）
• ハイブリッドバロ+ GPSモードのGPSで計算された高度：297 m（+ 8％）。
• IGN MNTでの同期上昇：271 m（-1,4％）
• Sonny MNTでの同期上昇：255 m（-7％）

「真実」は、曲線の設定により、おそらく275mIGNの外側にあります。

上記のルートでのGPS気圧高度計の自動キャリブレーション（補正）の例（GPSからの元のログファイル):

• 高低差を計算するための垂直方向の累積なし：5 m、（パラメーター化はIGNマップの曲線と同じです）、
• キャリブレーション/リセット中の高度：
  • GPS 113.7 m、
  • 気圧高度計115.0m、
  • 高さMNT110.2 m（Carte IGN 110 m）、
• 反復（決済期間）：30分
• 次の 30 分間の気圧補正: – 0.001297