為什麼您的 GPS 或 STRAVA 高度不准確？

關於高度精度和 GPS 高度差異的重複問題或問題出現。

雖然看起來微不足道，但要獲得準確的高度卻很有挑戰性，但在水平面上，您可以輕鬆地放置捲尺、繩索、測地鍊或累積輪子的周長來測量距離。 另一方面，將儀表 📐 定位在垂直平面上更加困難。

GPS 高度基於地球形狀的數學表示，而地形圖上的高度基於與地球相關的垂直坐標系。

因此，這是兩個不同的系統，它們必須在某一點重合。

海拔高度和垂直落差是大多數騎自行車的人、山地自行車手、徒步旅行者和登山者在騎行後想要諮詢的參數。

獲取垂直剖面和正確高程差的說明在戶外 GPS 手冊（例如 Garmin GPSMap 範圍手冊）中有相對詳細的記錄，但矛盾的是，這些信息在預期的 GPS 用戶手冊中幾乎不存在或含糊不清。 騎自行車者（例如 Garmin Edge GPS 範圍的指南）。

Garmin 的售後服務會提供所有有用的建議，就像 TwoNav 一樣。 對於其他 GPS 製造商或應用程序（除了 Strava），這是一個很大的差距🕳。

如何測量身高？

幾種技術：

• 在實踐中應用著名的泰勒斯定理，
• 各種三角測量技術，
• 使用高度計，
• 雷達，交易，
• 衛星測量。

氣壓高度計

有必要確定標準：高度計將一個地方的大氣壓力轉換為高度。 0 m 的高度對應於海平面 1013,25 °C 溫度下 15 mbar 的壓力。

在實踐中，這兩個條件在海平面上很少滿足，例如寫這篇文章時，諾曼底海岸的壓力為 1035 毫巴，溫度接近 6°，這會導致海拔高度錯誤約 500 m。

如果壓力/溫度條件穩定，氣壓高度計會在重新調整後給出準確的高度。

調整是為了保持某個位置的準確高度，然後高度計會根據大氣壓力和溫度的變化調整該高度。

溫度下降 🌡 使壓力曲線變窄，高度會增加，如果溫度升高，反之亦然。

顯示的高度值會對環境溫度的變化很敏感，手持或佩戴在手腕上的高度計用戶應注意局部溫度變化對顯示值的影響（例如：手錶關閉/袖打開、動作快慢造成的相對風、體溫的影響等）。

把穩定氣團簡化為穩定天氣🌥。

如果使用得當，氣壓高度計是一種可靠的參考儀器，適用於各種應用，例如航空、遠足、登山......

L'altitude GPS

GPS 確定一個地方相對於模擬地球的理想球體的高度：“橢圓體”。 由於地球是不完美的，所以需要轉換這個高度才能得到“大地水準面”高度🌍。

使用 GPS 讀取測量標記高度的觀察者可以看到幾十米的偏差，儘管他的 GPS 在理想的接收條件下工作正常。 也許 GPS 接收器有問題？

這種差異是由橢球體建模的準確性來解釋的，尤其是大地水準面模型，由於地球表面不是理想的球體，包含異常，受到人類修改並且不斷變化，因此該模型很複雜。 （地球和人類）。

這些不准確將與 GPS 固有的測量誤差相結合，並會導致 GPS 報告的高度不准確和不斷變化。

衛星幾何形狀有利於良好的水平精度，即衛星在地平線上的低位置，阻礙了準確的高度獲取。 垂直精度的數量級是水平精度的 1,5 倍。

大多數 GPS 芯片組製造商將數學模型集成到他們的軟件中。 接近地球的大地測量模型 並提供此模型中指定的高度。

這意味著如果您在海上行走，看到負高度或正高度並不罕見，因為地球的大地測量模型是不完善的，而且必須加上 GPS 固有的誤差。 這些錯誤的組合可能會導致某些位置的海拔偏差超過 50 米😐。

大地水準面模型得到了改進，特別是由於 GNNS 定位獲得的高度測量將在幾年內保持不准確。

數字地形模型“DTM”

DTM 是由網格組成的數字文件，每個網格（正方形基本表面）提供該網格表面的高度值。 一個思路當前世界高程模型的網格尺寸是30米x 90米，知道地球表面某點的位置（經度，緯度），通過讀取很容易得到該地方的高度DTM 文件（或 DTM，英文數字地形模型）。

DEM 的主要缺點是它的可靠性（異常、漏洞）和文件準確性； 例子：

• ASTER DEM 的步長（網格或像素）為 30 m，水平精度為 30 m，高度計為 20 m。
• MNT SRTM 可用於 90 m 間距（網格或像素）、大約 16 m 高度計和 60 m 平面精度。
• Sonny DEM 模型（歐洲）以 1°x1° 的增量提供，即單元尺寸約為 25 x 30 m，具體取決於緯度。 供應商編制了最準確的數據源，此 DEM 相對準確，可通過免費的 OpenmtbMap 映射“輕鬆”用於 TwoNav 和 Garmin GPS。
• IGN DEM 5m x 5m 以 2021m x 1m 或 1m x 5m 步長免費提供（從 5 年 1 月起），垂直分辨率為 XNUMXm。本指南中解釋瞭如何訪問此 DEM。

不要將分辨率（或文件中數據的準確性）與該數據的實際準確性混淆。 讀數（測量值）可以從不允許觀察地球表面到最近的儀表的儀器中獲得。

IGN DEM，從 2021 年 1 月免費提供🙏，是使用各種儀器獲得的讀數（測量值）的拼湊而成。 為最近的研究（例如洪水風險）掃描的區域以 5 m 的分辨率掃描，其他地方的精度可能與此值相差甚遠。 然而，在文件中，數據已經被插值到以5x1m或1x2026m的增量填充字段。IGN發起了高分辨率投票活動，目標是到1年完全覆蓋法國，那一天，IGN DEM將是準確的並以 1x1xXNUMXm 的間隔免費。...

DEM 顯示地面的高程：不考慮基礎設施（建築物、橋樑、樹籬等）的高度。 在森林中，這是樹木腳下地球的高度，水面是所有大於一公頃的水庫的海岸表面。

一個單元格中的所有點的高度都相同，所以在懸崖邊緣，由於文件位置的不確定性，加上位置的不確定性，提取的高度可能與相鄰單元格的高度相同。

理想接收條件下的 GPS 定位精度在 4,5% 時約為 90 m。 最新的 GPS 接收器（GPS + Glonass + Galileo）可以看到這種性能。 因此，在真實位置的 90 到 100 m（晴朗的天空，不包括遮罩，不包括峽谷等）之間的 0 次中，準確度是 5 次。 使用具有 1 x 1 m 單元的 DEM 會適得其反。因為在正確的網格上的機會很少。 這種選擇會使處理器不堪重負，沒有真正的附加值！

要獲得可用於以下用途的 DEM：

• TwoNav GPS：CDEM - 5 m (RGEALTI)。

• Garmin GPS：桑尼數據庫

  了解如何為 TwoNav GPS 創建您自己的 DEM。 可以使用 Qgis 軟件提取電平曲線。

使用 GPS 確定高度

一種解決方案可能是將 DEM 文件加載到您的 GPS 導航器中，但只有當網格尺寸減小並且文件足夠準確（水平和垂直）時，高度才會可靠。

要很好地了解 DEM 的質量，只需可視化，例如，湖泊的地勢或構建一條穿過湖泊的路徑並觀察 2D 剖面中的高程就足夠了。

圖像：LAND 軟件，在 3D 放大倍數 x XNUMX 和正確的 DEM 中查看 Gerardmer 湖。 網格在地形上的投影顯示了當前的 DEM 限制。

圖片：LAND 程序，使用正確的 DTM 的熱拉梅湖“BOG”二維視圖。

所有現代“優質”GPS 設備都有指南針和數字氣壓傳感器，因此是氣壓高度計； 使用此傳感器可以讓您獲得準確的高度，前提是您將高度設置在已知點（Garmin 推薦）。

自 GPS 出現以來，GPS 提供的高度不精確性促使航空混合算法的發展，這些算法使用氣壓計高度和 GPS 高度來提供準確的地理位置。 高度。 它是可靠的高度解決方案和 GPS 製造商的首選，針對戶外 TwoNav 練習進行了優化。 和佳明。

在 Garmin，GPS 產品是根據用戶個人資料（戶外、騎行、山地自行車等）推出的，因此參考用戶手冊和售後服務非常重要。

最佳解決方案是將您的 GPS 設置為以下選項：

• 海拔 = 氣壓計 + GPS，如果 GPS 允許，
• 如果 GPS 允許，海拔高度 = 氣壓計 + DTM (MNT)。

在所有情況下，對於配備氣壓計的 GPS，請手動將氣壓計設置為起點的最低高度。 在山區 ⛰ 長距離運行時，需要重新設置，尤其是在溫度和天氣波動的情況下。

一些 Garmin GPS 優化的騎行設備會自動重置已知海拔航點的氣壓高度，這是山地自行車的一種特別智能的解決方案。 但是，用戶必須在離開之前告知例如通道的高度和谷底； 回來的路上，高度差會準確👍。

在氣壓計+（GPS或DTM）模式下，廠商基於氣壓計、GPS或DEM看到的上升必須一致的原則，包含自動氣壓計調整算法：這個原則為用戶提供了很大的靈活性，非常適合戶外活動。

但是，用戶應注意以下限制：

• GPS 基於大地水準面，因此如果用戶穿過人造地形（例如，到渣場），校正將失真，
• DEM 顯示地面上的路徑，如果用戶借用了人類基礎設施的很大一部分（高架橋、橋樑、人行天橋、隧道等），則調整將被抵消。

因此，獲得準確高程增加的最佳程序如下：

1️⃣ 一開始就調整氣壓傳感器。 如果沒有這個設置，高度將被轉換（偏移），如果由於天氣引起的漂移很小（山外的短路線），水平差將是正確的。 對於 Garmin 家庭 GPS 用戶，Garmin 和 Strava 為社區使用“gpx”高度，因此最好將正確的海拔剖面輸入數據庫。

2️⃣ 為了減少長途旅行（> 1 小時）和山區的天氣條件造成的漂移（高度和高度誤差）：

• 專注於選擇 氣壓計 + GPS, 有人工浮雕的外部區域（垃圾場、人工山丘等），
• 專注於選擇 氣壓計 + DTM (MNT)如果您在使用大量基礎設施（人行天橋、立交橋等）的路線之外安裝了 IGN DTM（5 x 5 m 網格）或 Sonny DTM（法國或歐洲）。

發展身高差

前面幾行中描述的海拔問題最常在觀察到兩個從業者之間的海拔差異不同或不同之後表現出來，這取決於它是在 GPS 上還是在像 STRAVA 這樣的應用程序中讀取（參見 STRAVA 幫助）。

首先，您需要調整 GPS 以提供最可靠的高度。

通過看圖來得到層次的差異是很簡單的，通常從業者僅限於確定極端維度點之間的差異，儘管準確地說，需要計算正等高線才能得到總和.

數字文件中沒有水平線，GPS 軟件、航跡繪圖應用程序或分析軟件配置為“累積步長或高程增量”。

通常可以配置“無累積”：

• 在 TwoNav 中，所有 GPS 的設置選項都是通用的
• 在 Gamin，您應該查閱用戶手冊和售後服務（根據典型的用戶配置文件，每個型號都有自己的特點）
• OpenTraveller 應用程序有一個選項，建議調整靈敏度閾值以確定高度差異。

每個人都有自己的解決方案💡。

用於在線分析的網站或軟件 努力替換高度 來自具有自己高度數據的“gpx”文件。

示例：STRAVA 創建了一個“原生”高度測量文件，該文件使用源自軌道的高程創建 STRAVA 已知的 GPS 並配備氣壓傳感器。採用的方案假設STRAVA知道GPS，所以目前主要從GARMIN範圍獲取，文件的可靠性假設每個用戶都照顧到手動高度重置.

至於實際意義，問題尤其出現在團體步行時，因為每個參與者🚵可能會注意到他們的海拔差異與其他參與者的水平不同，這取決於他們的GPS類型，或者是一個不了解的好奇用戶為什麼差異是GPS海拔，分析軟件或STRAVA不同。

在完全消毒的 STRAVA 世界中，GPS GARMIN 用戶組的所有成員原則上應該在他們的 GPS 和 STRAVA 上看到相同的高度。 這種差異只能通過高度調整來解釋是合乎邏輯的，但是 沒有證實報告的高度差是正確的。

儘管他的 GPS 顯示的水平差不同，但具有 STRAVA 不知道的 GPS 的用戶組成員應該在 STRAVA 上看到與他的助手相同的高度差，這是合乎邏輯的。 他可以責怪他的設備，但它仍然可以正常工作。

讀取IGN卡時，最接近真實的高度差值仍然是在法國或比利時。, 更先進的大地水準面的調試將逐步將地標移向 GNSS

GNSS：使用衛星系統進行地理定位和導航：通過處理從多顆人造衛星接收到的無線電信號，確定地表或地球附近某個點的位置和速度。

如果需要依賴軟件或應用程序來獲取高程差，則必鬚根據站點IGN地圖的等高線，即5或10 m，調整此軟件來調整累積步長值。 一小步會變成所有小跳躍或過渡到顛簸的下降，反之亦然，太高的步會消除小山丘的上升。

應用這些建議後，作者的實驗表明，使用 GPS 或配備可靠 DEM 的分析軟件獲得的高度值保持在“正確”範圍內， 假設IGN地圖也有自己的不確定性與使用 IGN 卡 1 / 25 獲得的估計值相比。

另一方面，STRAVA 公佈的價值通常被誇大了。 STRAVA 使用的方法，基於用戶的“反饋”，理論上可以讓您預測快速收斂到非常接近事實的值，這取決於訪問者的數量，這應該已經發生在 BikePark或非常繁忙的曲目！

為了具體說明這一點，這裡對一條 20 公里長的丘陵道路上隨機截取的軌道進行分析。 “氣壓”GPS 高度是在出發前設置的，它提供“氣壓 + GPS”高度，DTM 是一個強大的 DTM，經過重新設計以確保准確。 我們位於 STRAVA 可以擁有可靠海拔剖面圖的區域之外。

這是 IGN 和 GPS 之間的差異最大，IGN 和 STRAVA 之間的差異最小的軌蹟的說明。 GPS和STRAVA之間的距離是80m，真正的“IGN”就在他們之間。

高地
離開	到達	馬克斯	分	高度	偏差/IGN
GPS（氣壓 + GPS）	122	124	150	98	198	-30
DTM 上的高度調整	122	122	150	98	198	-30
FOOD	280	+ 51
IGN卡	122	122	148	99	228,5	0