Как работает GPS в спортивных часах

Если бы 20 лет назад и существовали социальные сети, без этой технологии вы бы всё равно не смогли расшарить трек своей пробежки и получить заслуженные лайки.

Материал выходит в рамках рубрики «На пульсе», посвященной возможностям современных спортивных часов, при поддержке бренда Suunto и сети магазинов «Світ спорту».

«Словить» спутник перед тренировкой, посмотреть текущую дистанцию пробежки или скорость — для нас это настолько обыденные вещи, что мы и не задумываемся о том, как они работают.

Система GPS, позволяющая миллионам спортсменов-любителей узнавать базовые данные о тренировке и записывать треки пробежек, изначально разрабатывалась для военной индустрии, но стала доступна для обычных людей в 1994-95 годах.

Первыми спортивными часами с датчиком GPS стали Garmin Forerunner 101, выпущенные в 2003 году. Они выглядели громоздкими, не умели выгружать тренировки на компьютер, а также имели малое время автономной работы. Но с развитием технологий прием сигнала со спутников стал куда лучше, уменьшилось время получения сигнала и размеры часов, время автономной работы — увеличилось, а также появилась загрузка треков на компьютер (привет, Runkeeper и Strava!).

Эти перемены сделали спортивные часы must-have для тех, кто активно занимается спортом.

Как работает GPS? (очень упрощенно)

Global Positioning System (GPS, «система глобального позиционирования») определяет наше местонахождение с помощью процесса триангуляции.

Это когда по разнице между временем, когда спутник отправил сигнал GPS, и временем, когда часы его получили, определяется, где находится приемник сигнала.

Процесс повторяется много раз — спутник то удаляется, то приближается к часам, определяя их точное расположение, и выстраивает трек, по которому движется спортсмен.

Для работы GPS нужно три составляющих: спутники, наземные управляющие станции и приемники (например, беговые часы).

На гифке показано количество постоянно видимых спутников в одной точке

24 спутника GPS движутся по 6 орбитам на высоте 20 тыс. км со скоростью ~14 тыс. км/ч. За день каждый спутник делает два полных круга вокруг Земли. Минимальный набор, сравнительно точно определяющий где вы находитесь — это четыре спутника, отправляющих данные на ваш девайс.

До 2000 года алгоритм работы GPS был сознательно более грубым, поскольку была опасность использования этой системы в военных целях.

Что влияет на точность GPS?

На работу и точность GPS в спортивных часах влияет ряд параметров — тип поверхности (холмы, горы, равнина), наличие высоких зданий или деревьев вокруг, атмосферные явления — все они могут искажать работу прибора, делая его менее точным, а получение сигнала менее стабильным.

Например, при преодолении одного и того же маршрута в лесу зимой и летом, часы могут зафиксировать разные треки.

Наличие высотных зданий на пути следования бегуна также влияет на качество сигнала, который многократно «отражается» от стен зданий, и приёмник в часах полагает, что вы находитесь дальше от спутника, чем на самом деле. Этот феномен «отражения» называется мультитреком, и алгоритмы, компенсирующие такие искажения, пока несовершенны.

Военные GPS-системы «грешат» до 3.5 метра, а спортивные часы — от 15 до 55 метров. То есть в зависимости от модели часов, местности и других условий, ваш трек может быть отрисован с таким отклонением от фактического маршрута.

Лучшую точность позиционирования даст открытая, свободная от «помех» местность, что вряд ли возможно в больших городах.

Нужна ли абсолютная точность часам с GPS?

Ни одна из моделей не является абсолютно точной. Да и супер-точность спортивным часам не нужна. На первый план тут выходят качество приёма сигнала, длительность работы, умение рассчитывать темп и скорость бега.

Чем длиннее дистанция, тем больше расхождение в определении ее продолжительности.

Режим сбережения энергии (получение GPS-сигнала с разной частотой), который есть в таких часах, как Suunto Spartan, также ухудшает точность трека.

С развитием технологий погрешность наложения маршрута уменьшается, и сейчас разница в измеренной дистанции у часов разных производителей не превышает 1-2%.

Почему иногда сигнал ловится дольше?

Когда твои часы долго не могут найти спутник

Если использовать часы в незнакомой местности впервые, вам может потребоваться больше времени для получения сигнала. Это происходит потому, что ваши GPS-часы «не знают», где сейчас находится спутник.

Во многих часах есть алгоритм предсказания расположения спутника («альманах»), эти данные годны ограниченно-короткое время, но они обновляются после синхронизации часов с компьютером или телефоном.

Смартфон, часы или фитнес-трекер?

Все смартфоны имеют встроенный GPS и поддерживают десятки спортивных приложений, что делает их временной альтернативой спортивным часам.

Несмотря на сравнимую с часами точность GPS, возможность слушать музыку во время бега, фотографировать, и совместимость с рядом нагрудных датчиков пульса, ряд недостатков делает смартфон не лучшим партнером по тренировкам:

• смартфоны тяжелее и более громоздкие, чем часы;
• для работы с тачскрином нужны специальные перчатки (иногда и они не срабатывают), а в дождь и снег телефоном трудно пользоваться;
• смартфон быстрее разряжается.
• не считая нескольких исключений в виде топовых моделей, смартфоны не защищены от влаги (в том числе, и вашего пота).
• есть мнение, что хранение его в поясной сумке ухудшает точность сигнала (чаще всего — не критически), и для уверенного приёма GPS нужно держать или закрепить смартфон на руке.

Фитнес-браслеты — некое переходное звено между смартфонами и спортивными часами. Их основное отличие заключается в использовании акселерометра, который измеряет пройденное расстояние с учётом количества сделанных шагов.

Фитнес-трекеры не такие точные, как устройства с GPS, да и количество измеряемых параметров в них невелико. Экран микроскопически мал (а то и вовсе отсутствует), и контроль приложений или параметров «на бегу» зачастую просто не возможен.

Как альтернативу беговым часам их рассматривать не стоит. Фитнес-трекеры лучше подойдут для мониторинга жизни и нечастых пробежек (когда точность в оценке расстояния не так важна).

Поэтому если вы только начали заниматься бегом — например, делаете пробежки время от времени, — то вполне нормально использовать для этого телефон. Но если вы уже почувствовали неудобства от бега с громоздким девайсом или планируете бегать чаще/больше, советуем задуматься о простых часах с GPS-датчиком.

А ещё — если вы заинтересовались темой GPS-навигации и хотите узнать больше, чем рассказано в данной статье, рекомендуем посмотреть это видео. 

Источник: nogibogi.com

Комментарии

Комментариев пока нет