Что такое файлы часов gps
Синхронизации GPS представляет собой набор технологий , использующих GPS приемники для синхронизации часов с высокой точностью. Это связано с тем, что спутниковые системы позиционирования излучают радиоволны, которые содержат информацию о времени, основанную на очень точных атомных часах . Их использование позволяет получать привязки ко времени, используемые в различных областях, от исследований в области квантовой физики до синхронизации мобильных сетей .
Покупаем GPS-часы: муки выбора
В настоящее время существует великое множество часов, которые удовлетворят любые запросы. Важным критерием выбора для многих спортсменов является цена.
Часы начального уровня стартуют от 5-7 тысяч рублей, профессиональные модели работают гораздо лучше, но и потратить на них придется более 35 000 рублей. Если кому-то надо измерять лишь скорость и пройденную дистанцию, так это (равно как и измерять пульс тем или иным способом) могут все протестированные нами часы.
Кстати, ошибается тот, кто думает, что в таких часах будет неуклюже выглядеть или придется использовать неудобные аксессуары, например, датчики измерения скорости, прикрепляемые к обуви. Такие модели уже давно вымирают. GPS-часы для бега в настоящее время являются очень компактными: GPS-приемник с антенной и другие дополнительные датчики движения встроены в их корпус.
Каждый часовой пояс охватывает 15 ° долготы. При 0 ° долготы в качестве границы 7,5 ° долготы рисуются на восток и запад как часовой пояс 0. То есть диапазон долготы часового пояса 0 составляет 7,5 ° W-7,5 ° E. От 7,5 ° в.д. и 7,5 ° з.д. каждые 15 ° долготы делятся на часовой пояс на восток и запад, соответственно, до районов восток 11 и запад 11. Долгота самой восточной части 11-го восточного округа составляет 172,5 ° в.д., а 12-го восточного округа - между 172,5 ° и 180 °. Самая западная долгота Западного 11-го округа составляет 172,5 ° з.д., а Западного 12-го округа находится между 172,5 ° и 180 °. 12 восточных и западных зон каждая занимают 7,5 ° долготы, образуя полный часовой пояс, то есть мир разделен на 24 часовых пояса. Час одинаковый в восточных и западных 12 округах, а дата отличается на 1 день, поэтому 180 ° называется теоретической международной линией перемены даты.
Из-за вращения Земли в разных регионах разное местное время.Чтобы решить проблему нечеткости времени, был принят метод разделения часовых поясов. Местное время, в котором расположен центральный меридиан каждого часового пояса, является временем, общим для этого часового пояса, называемым поясным временем. В практических приложениях страны не устанавливают время полностью в соответствии с поясным временем. Многие страны определяют юридическое время как время, используемое в стране. Например, местное время на 120 ° E в Китае называется пекинским.
После включения GPS он будет возвращать данные в определенном формате через равные промежутки времени. Формат данных:
$ Тип информации , X, x, x, x, x, x, x, x, x, x, x, x, x Символы в начале каждой строки '$' , Далее следует тип информации, за которым следуют данные, разделенные запятыми.
Полная строка данных выглядит следующим образом:
$GPRMC,080655.00,A,4546.40891,N,12639.65641,E,1.045,328.42,170809. A*60
Тип информации GPS:
- GPGSV: видимая спутниковая информация
- GPGLL: информация о геолокации
- GPRMC: Рекомендуемый минимум информации о местоположении
- GPVTG: информация о путевой скорости
- GPGGA: информация о местоположении GPS
- GPGSA: текущая спутниковая информация
Минимальная информация о местоположении GPRMC:
Подробные данные: $ GPRMC, , , , , , , , , , , , * чч
Время UTC , Ччммсс (часы, минуты и секунды) формат
Статус позиционирования , A = эффективное позиционирование, V = неправильное позиционирование
широта Формат ддмм.мммм (градусы минут) (также будет передан ведущий 0)
Широта полушария N (северное полушарие) или S (южное полушарие)
долгота Формат дддмм.мммм (градусы минут) (также будет передан ведущий 0)
Полушарие долготы E (восточная долгота) или W (западная долгота)
Скорость земли (000.0 ~ 999.9, ведущий 0 также будет передан)
Наземный курс (000,0 ~ 359,9 градусов, исходя из истинного севера, предыдущий 0 также будет передан)
Дата в формате UTC , Формат Ddmmyy (день, месяц, год)
Магнитное склонение (000,0 ~ 180,0 градусов, ведущий 0 также будет передан)
Направление магнитного склонения , E (восток) или W (запад)
Индикация режима (Вывод только версии NMEA01833.00, A = автономное позиционирование, D = дифференциал, E = оценка, N = неверные данные)
Разберите контент:
1. время , Это среднее время по Гринвичу, которое является всемирным временем (UTC). Нам нужно преобразовать его в пекинское время (BTC). Разница между BTC и UTC составляет 8 часов, и к этому времени необходимо добавить 8 часов.
2. Статус позиционирования Перед получением действительных данных этот бит имеет значение «V», а следующие данные пусты. После получения действительных данных этот бит имеет значение «A», и данные появятся позже.
3. широта , Нам нужно преобразовать его в формат градусов, минут и секунд, метод расчета: если полученная широта: 4546.408891
4546.40891 / 100 = 45.4640891 может читать непосредственно под 45 градусов, 4546.40891–45 * 100 = 46.40891, может напрямую читать 46 точек
46,40891–46 = 0,40891 * 60 = 24,5346 означает 24 секунды, поэтому широта будет: 45 градусов 46 минут и 24 секунды.
4. Широта , Этот бит имеет два значения «N» (северная широта) и «S» (южная широта).
5. Метод расчета долготы такой же, как и метод расчета широты.
6. Восток и Запад , Этот бит имеет два значения «E» (восточная долгота) и «W» (западная долгота).
7. показатель , Значение скорости - морская миля / час, а единица измерения - узлы. Чтобы преобразовать его в километры / час, согласно следующей формуле: 1 морская миля = 1,85 километра, умножьте полученную скорость на 1,85.
8. курс , Относится к углу от истинного севера
9. Дата , Эта дата точная, без преобразования
Данные GPS-позиционирования GPGGA
Сведения о данных: $ GPGGA, , , , , , , , , , M, , M, ,*xx
$ GPGGA: начальный символ и описание формата предложения (это предложение - данные GPS-позиционирования);
Время UTC, формат ччммсс.ссс;
Широта, формат - ддмм.мммм (первая цифра - ноль, также будет передана);
Широта полушария, северная или южная широта (северная или южная широта)
Долгота в формате дддмм.мммм (также будет передан первый ноль);
Долгота полушария, E или W (восточная долгота или западная долгота)
Индикатор качества позиционирования, 0 = позиционирование недействительно, 1 = позиционирование допустимо;
Количество используемых спутников от 00 до 12 (первый ноль также будет передан)
Горизонтальная точность от 0,5 до 99,9
Высота антенны от уровня моря, от -9999,9 до 9999,9 метров M относится к единице измерения
Высота геоида от -9999,9 до 9999,9 метров M относится к единице измерения
Дифференциальный период данных GPS (RTCMSC-104), окончательно установлено количество секунд передачи RTCM
Дифференциальный опорный базовой номер станции, от 0000 до 1023 (первый 0 также будет передаваться).
Разберите контент:
9-е и 10-е поля, высота уровня моря и высота геоида, единица измерения - метр
Информация о путевой скорости GPVTG
$GPVTG,,T,,M,,N,,K,*hh
Направление на землю по истинному северу (000 ~ 359 градусов, также будет передан ведущий 0)
Направление на землю на основе магнитного севера (000 ~ 359 градусов, также будет передан ведущий 0)
Скорость относительно земли (000,0 ~ 999,9 узлов, также будет передан первый 0)
Путевая скорость (0000,0 ~ 1851,8 км / ч, передается также ведущий 0)
индикация режима (только выход NMEA0183 версии 3.00, A = автономное позиционирование, D = дифференциал, E = оценка, N = неверные данные
Статус визуального спутника GPGSV
пример: $GPGSV,2,1,08,06,33,240,45,10,36,074,47,16,21,078,44,17,36,313,42*78
стандартный формат: $GPGSV,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),…(4),(5),(6),(7)*hh(CR)(LF)
Значение каждой части:
(1) общее количество предложений GSV; 2;
(2) Текущий номер выписки GSV: 1;
(3) Общее количество видимых спутников: 08;
(4) Код PRN (псевдослучайный шумовой код) также можно рассматривать как номер спутника.
(5) Угол возвышения (00 ~ 90 градусов): 33 градуса;
(6) Азимут (000 ~ 359 градусов): 240 градусов;
(7) Отношение сигнал / шум (00 ~ 99 дБ): 45 дБ (информация 10-го, 16-го и 17-го спутников будет следовать по очереди); * поле проверки суммы; число проверки суммы hh: 78; (CR) (LF) возврат Автомобиль, упаковка. Взаимодействие с другими людьми
Примечание. Каждое предложение включает до четырех спутниковых данных, а каждая спутниковая информация содержит четыре элемента данных, а именно:
(4) - номер спутника, (5) - угол возвышения, (6) - азимутальный угол, (7) - отношение сигнал / шум. Взаимодействие с другими людьми
пример:
$GPGSV,3,1,10,24,82,023,40,05,62,285,32,01,62,123,00,17,59,229,28*70
Каждое предложение состоит из четырех частей, например: первая часть - «24,82,023,40», вторая часть - «05,62,285,32» и так далее.
Первое слово в каждой части - это PRC, второе слово - высота спутника, за которым следуют азимут и мощность сигнала.
Самым важным показателем в этом предложении должно быть «отношение сигнал / шум» (в дальнейшем именуемое SNR).
Это значение указывает скорость приема спутниковых сигналов. Мы знаем, что спутники передают сигналы с одинаковой интенсивностью, но во время распространения неизбежно будут встречаться препятствия, такие как деревья и стены, что влияет на распознавание сигнала.
Типичные значения SNR находятся в диапазоне от 0 до 50, где 50 представляет собой очень хороший сигнал. (SNR может достигать 99).
Текущая спутниковая информация GPGSA
пример: $GPGSA,A,3,01,20,19,13. 40.4,24.4,32.2*0A
В качестве примера возьмем данные, полученные хостом платформы MTK:
Приведенный выше формат информации GPRMC можно проанализировать как:
09:29:27, эффективное позиционирование, широта 2235,9058 (морская миля / час, единица измерения - узел), северное полушарие, долгота 11400,0518, восточная долгота, скорость относительно земли 0,000, курс земли 74,11 (угол от истинного севера), дата по всемирному координированному времени 15-го 16 декабря, магнитное отклонение Угол, направление магнитного склонения,
Частично проанализированный код
Ниже приводится часть кода анализа, предоставленного пользователями сети для справки:
Создайте структуру данных GPS:
Основной алгоритм заключается в анализе данных GPRMC, чтобы получить широту и долготу, дату и время, скорость и направление:
line Строка буфера данных, полученная последовательным портом
GetComma Функция - это позиция символа после запятой в строке данных в этой строке данных.
Get_Double_Numbe Функция функции r состоит в том, чтобы преобразовать символы перед первой запятой данной строки в двойную точность, здесь она предназначена для преобразования строки, представляющей долготу и широту, в числа, та же функция также имеет Get_Float_Number
UTC2BTC Функция конвертирует мировое время в пекинское (разница в 8 часов).
В программе ЖК-дисплея GPS_INFO Назначенные переменные структуры могут быть отображены в соответствующей позиции на экране.
Существует также раздел информации GPGGA, в котором можно найти информацию о высоте и номере спутников.
Принцип GPS
Принцип работы спутникового позиционирования заключается в измерении расстояния между орбитальными спутниками и приемником.
Спутники излучают электромагнитные волны, движущиеся со скоростью света. Измерение времени прохождения этих волн между спутниками и приемником позволяет рассчитать расстояние. Приемник должен синхронизировать свои внутренние часы с временем атомных часов, передаваемых спутниками, действительно, ошибка в одну миллионную секунды на волне, движущейся со скоростью света, вызывает ошибку в 300 метров в местоположении.
Эта синхронизация позволила системе GPS , разработанной для приложений определения местоположения, считаться системой точного отсчета времени еще в 1980 году.
Передача времени со спутников на землю
Справочный источник | Дрейф в сутки (по порядку величины) |
---|---|
Кварцевые часы | 1 секунда |
Кристаллический осциллятор с регулируемой температурой ( TCXO ) | 10 миллисекунд |
Термостатированный кварцевый генератор ( OCXO ) | 0,1 миллисекунды |
Атомные часы спутника GPS | 10 наносекунд |
Атомные часы ФАРАО | 10 пикосекунд |
Время база GPS приемников происходит от кварцевых генераторов , которые могут варьироваться от простого электронного компонента , обеспечивающего 10 МГц для GPS - типа устройства для автомобиля , более эффективных генераторов , компенсирующих температурного дрейфа ( OCXO или TCXO ). Но, в любом случае, эти генераторы недостаточно точны, чтобы их можно было использовать для позиционирования. Все приемники GPS вычисляют разницу между своими часами и временем GPS, поэтому приемнику GPS требуются 4 спутника для решения 4 неизвестных: время и три оси положения.
Когда эта система уравнений решена, мы получаем значение передачи времени между спутниками и землей. Согласно спецификациям системы GPS, точность передачи времени составляет менее 40 нс в 95% случаев при типичном значении 12 нс. Таким образом, приемник синхронизируется с временем атомных часов спутников. Обратите внимание, однако, что точность является теоретической, поскольку она учитывает источники ошибок, связанные со спутниковой группировкой , что исключает источники внутренних ошибок приемника и ошибок распространения волн ( многолучевые , ионосферные и тропосферные ошибки).
Перенос времени Common-View
Метод передачи времени «Common-View» используется для достижения относительной синхронизации между двумя удаленными узлами (в отличие от «абсолютной» синхронизации по отношению к внешней ссылке). Термин «Common-View» относится к тому факту, что приемники GPS должны «видеть» одни и те же спутники, что предполагает максимальное расстояние порядка 8000 км между приемниками. Поскольку спутники одинаковы, связанные с ними источники ошибок взаимно компенсируются. Источники ошибок, связанных с распространением волн в атмосфере (ионосферная задержка), также значительно сокращаются, тем более что чем ближе находятся приемники (менее 100 км ).
Этот метод используется лабораториями, которые участвуют в создании времени UTC для синхронизации друг с другом. Этих лабораторий 70 по всему миру, и они представляют в общей сложности более 400 атомных часов ( атомные часы цезия или водородный мазер ). Эти часы имеют более точную и стабильную частоту, чем у спутников. Но спутниковые часы используются только для определения даты на лабораторных частотах с общей ссылкой. Данные используются в постобработке для уменьшения неопределенностей благодаря использованию внешних данных ( скорректированные эфемериды спутников, измеренные ионосферные задержки). Таким образом, можно измерять и поддерживать смещение порядка 3-4 наносекунд за короткий период и до 2 наносекунд при усреднении за день. В 2013 году этот метод стал широко использоваться, но постепенно его заменяют более точными.
Этот метод также использовался в области исследований в эксперименте OPERA . OPERA - это международный эксперимент по квантовой физике, предназначенный для изучения нейтрино . Нейтрино производятся в ЦЕРНе в Женеве и отправляются на детектор, расположенный в 730 км в Италии. Синхронизация времени двух удаленных мест обеспечивается двумя двойными системами: прецизионным GPS-приемником, соединенным с цезиевыми атомными часами . Синхронизация между двумя приемниками измерялась с точностью до 2 нс. Путем добавления источников ошибок по инструментальной цепочке (распространение привязки времени к различным установкам) измерение времени пробега нейтрино было выполнено с компонентом ошибки из-за оборудования менее 8,3 нс.
Часы с дополнительными усложнениями всё больше находят своих почитателей, теперь это не только прибор для измерения времени, но и многофункциональное устройство. Одной из таких расширенных инновационных опций является GPS - часы получают данные о времени со спутника, позволяя получать результаты наивысшей точности.
«Мои треки» (My Tracks)
ОС: Android
Цена: бесплатно
Простой инструмент от Google позволяет записывать и анализировать треки как в процессе записи, так и после завершения маршрута.
Приложение позволяет смотреть треки на Google Maps, выгружать сохраненные данные в GPX- и KML-файлы или прямо в Google Docs, где рассматривать их уже на карте или расшаривать друзьям. Для любителей спорта реализована поддержка нескольких внешних датчиков, в частности, пульсометров. Правда, такая техника не особо распространена в нашей стране.
Ценные данные
Инструментов для работы с ранее записанными GPS-треками существует великое множество. Различаются они набором функций.
Отображение трека на карте. Этим нас может порадовать почти любой картографический софт, в частности, Google Earth. Функция может пригодиться тем, кто хочет рассказать о своих путешествиях или только планирует маршрут на основе чужих данных. Здесь имеется расчет общих данных: времени в пути, средней скорости, общего перемещения, смещения по карте и т. п.
Расчет скорости движения. Эта функция полезна тем, кто анализирует треки своих спортивных «заездов» (не важно, на велосипеде, байдарке или автомобиле). Кроме того, ее любят коммерческие предприятия — так можно контролировать водителей автопарка на предмет лишних «перекуров» в дороге и превышений скорости.
Анализ высотного профиля. Эта функция востребована туристами и, естественно, теми, кто любит бегать или ездить на велосипеде. Она позволяет посчитать набор высоты за маршрут, а значит, прикинуть физическую нагрузку. Такой анализ можно выполнить, если устройство во время записи трека фиксировало высоту над уровнем моря.
Привязка к карте и отображение фотографий. Удобно использовать для демонстрации на карте мест путешествия.
Но этими функциями польза от треков не ограничивается. К примеру, всем известные пробочные сервисы тоже построены на анализе треков от участников движения.
Трек-файлы и форматы
GPS-трек — это текстовый файл, содержащий записанную через равные промежутки времени информацию о координатах объекта. Такой файл создается при помощи встроенной функции навигационной программы или специального GPS-трекера, программного или аппаратного. Впоследствии по записанным координатам можно рассчитать скорость движения, пройденное расстояние и получить другую информацию о маршруте.
Особенности часов с GPS-навигатором
Все наручные часы с GPS обладают рядом схожих характеристик и преимуществ:
Линия маршрута с точной привязкой к координатам идеально подходит на роль «путеводной нити» — особенно в стороне от цивилизации. CHIP расскажет, как записать свой трек и воспользоваться уже готовым.
Помимо всевозможных автонавигаторов, GPS-трекеров, функцией геопозиционирования сегодня оснащены недорогие модели смартфонов и даже фотоаппараты. Как правило, навигатор или смартфон используют для планирования маршрута и навигации в режиме реального времени. Но при этом многие не догадываются, что у таких устройств есть еще одно полезное применение — сохранение информации о пройденном пути. Для каких целей эта функция может пригодиться?
Во-первых, файл трека — отличный способ быстро ответить на вопрос, как добраться до нужной точки. С помощью файла-трека, который записали вы или кто-то другой, прошедший этот путь оптимальным образом, есть возможность поделиться полезными сведениями с другими желающими попасть, например, к роднику в лесу, точке переправы, охотничьему домику и пр.
В некоторых случаях записанный трек может использоваться для возврата по только что пройденному маршруту.
Во-вторых, трек — это один из элементов рассказа о путешествии, к которому вполне можно привязать сделанные в пути фотоснимки, если, конечно, камера поддерживает геотеги. Энтузиасты даже используют GPS-треки для рисования собственных карт местностей. К слову, именно так развивается проект OpenStreetMap.
В-третьих, это способ анализировать свои спортивные достижения: оценивать длину и высотный профиль маршрута вечерней пробежки или очередного велосипедного трипа. Приложения позволяют не только следить за прогрессом, но и ставить перед собой амбициозные цели тренировок.
CHIP расскажет, как создается трек, как его анализировать и какие приложения и сервисы пригодятся для его записи, воспроизведения и передачи другим пользователям.
Global Navigation System
Наручные часы с GPS подразумевают оснащение приёмником GPS-сигнала, который может считывать данные по GSM, GPRS или со спутников. Устройство со встроенным навигатором может определить любую необходимую точку на карте, определить местоположение владельца аксессуара, проложить желаемый маршрут, замерить уже пройденное расстояние. Вы точно никогда не заблудитесь и сможете исследовать любые точки мира.
Принимая сигналы, интеллектуальные модели последних поколений идентифицируют часовой пояс, текущее время и дату, после чего устанавливают все показатели на экране. Как правило, помимо возможности GPS, такие многофункциональные часы обладают Bluetooth, термометром, секундомером, альтиметром, глубиномером, компасом. Это позволяет использовать часы в любой из сфер жизни, как для решения повседневных задач, так и в туристических походах, спорте, плавании, в каталогах можно найти часы для дайвинга.
OsmAnd/OsmAnd+
ОС: Android
Цена: бесплатно
В OsmAnd запись треков можно включить, активировав дополнительный плагин «Служба логгирования и спящий режим». После этого в настройках программы появится меню, где можно задать папку сохранения файла, интервал записи точек и пр. Программа сохраняет информацию в GPX-файлах, позволяя потом с помощью другого плагина отображать ее на карте и даже преобразовывать в маршрут для следования. Настройки можно сделать для автомобильного, велосипедного и пешего режимов.
Быстрые на старте
Быстро: ни одни из протестированных нами часов не держали GPS-сигнал так стабильно, как TomTom Runner Cardio
Времена, когда приходилось ждать по несколько минут, пока у часов настроится GPS-приемник, для топ-моделей уже прошли. Во время теста мы проводим различные замеры качества работы модуля GPS.
Насколько быстры часы при первом включении? Как они срабатывают на территории постоянного использования? Насколько быстро можно устанавливается связь со спутниками, если воспользоваться часами в незнакомой местности?
Подводя итоги, можно сказать, что модели 2016 года быстры, как никогда. Но, разумеется, не в том случае, если просто распакуете часы и сразу отправитесь на пробежку. Вместо этого надо сначала подключить их к ПК/Mac или смартфону. Тогда часы скачают информацию о положении спутников и GPS-сигнал во время последующей пробежки будет найден гораздо быстрее.
Где хранить трекинг-файлы?
Треки, как и любые другие файлы, можно хранить на жестком диске. Но чаще всего пользователям нужна та информация, которую можно «выудить» из анализа таблицы трека: отображение пройденного пути на карте, данные о маршруте и т. п.
Сервис GPSLog Labs дает возможность анализировать треки и строить графики
В целом, все упомянутые сервисы решают одну и ту же задачу: обеспечивают хостинг самого файла, его отображение на онлайн-карте, а также простейшие инструменты для разграничения доступа — треки можно объявить «личными» или «публичными».
Мобильное приложение «Мои треки» работает в связке с сервером Google
Выбирая сервис для хранения треков, необходимо позаботиться о том, чтобы файлы оттуда при необходимости можно было забрать. Это будет полезно в случае, если ваш оригинал окажется утерян, а сервис вдруг надумает закрываться или переходить на какую-то платную модель работы.
Упомянутая выше возможность просмотра KML- и GPX-файлов на Google Drive — своего рода «промежуточное решение» между хранением в своей структуре каталогов и выкладыванием на онлайн-ресурс.
Есть и отдельный класс программ для записи треков, которые, с одной стороны, умеют работать в офлайн-режиме, а с другой — позволяют автоматически загружать созданные файлы в сторонние хранилища.
Так, навигационные программы OruxMaps и Maverick сотрудничают с GPSies, «Мои треки» — с сервером Google, а OsmAnd позволяет загружать треки на сервер OpenStreetMaps для рисования карт.
Тренировки и экскурсии
Программы для записи трека не столь требовательны к интернет-соединению, как навигационные инструменты, использующие онлайн-карты. В этот раздел мы собрали приложения, которые за счет взаимодействия с собственными веб-сервисами позволяют решить дополнительные задачи.
Форматы файлов
Единого формата для сохранения GPS-треков нет. Однако есть несколько вариантов, наиболее привычных российскому пользователю.
С форматом PLT хорошо работает программа OziExplorer, популярная у любителей путешествовать по растровым картам
KML — формат Google Earth. Он наиболее удобен с точки зрения просмотра трека на карте без специальных программ. Достаточно выложить такой файл в Google Drive, и его можно будет прямо оттуда открывать на Google Maps, не устанавливая никакого дополнительного ПО.
Онлайн-сервис Google Earth позволяет загрузить трек формата KML и сделать на карте пользовательские пометки
GPX — cвободный формат файлов GPS-треков, в основе которого лежат идеи XML. Формат поддерживают популярные приложения для работы с GPS, в том числе упомянутые выше Google Earth и OziExplorer.
Анализ данных таблицы трека позволяет составить картину высот и возможной скорости передвижения по маршруту
2016 год будет чертовски напряженным для производителей GPS-часов. Причина проста: многие спортсмены хотят пользоваться просто смартфоном и фитнес-приложением или приобретают недорогие фитнес-трекеры. GPS-часы стремятся завоевать сердца «настоящих» спортсменов, делая ставку на большое число предлагаемых функций.
Бег, езда на велосипеде и кросс-тренинги — конечно, всем этим заниматься можно и просто ради удовольствия. Но в наше время большинство спортсменов хотят контролировать свои результаты, как говорится, «от и до».
Таким образом, если кто-то хочет знать, насколько быстро и далеко он может бегать, сколько при этом сжигается калорий и достаточно ли хороша его форма, чтобы выиграть у начальника в корпоративном забеге, стоит задуматься о покупке пульсометра с модулем GPS. При этом важно не перепутать GPS-часы, которые часто называют еще и просто «часами с пульсометром», с очень популярными в последнее время фитнес-браслетами.
Фитнес-браслеты в основном служат для мотивации и контроля за тем, достаточно ли активно человек двигается в течение дня. GPS-часы, напротив, могут стать настоящим партнером по тренировкам и даже тренером для амбициозных спортсменов. И все же, миры этих различных спортивных гаджетов немного пересекаются.
Например, в 2016 году на наших тестах уже побывали некоторые модели часов с пульсометром и модулем GPS, которые могут работают круглосуточно в качестве фитнес-трекера. Chip протестировал актуальные модели GPS-часов для бега, езды на велосипеде и плавания.
Читайте на нашем сайте:
Важное оснащение
Без ремня с датчиком пульса: некоторые часы, например Garmin Forerunner 235, имеют встроенный датчик пульса; нагрудный ремень больше не нужен
Модуль GPS есть у всех часов, но в плане остального оборудования имеются существенные различия. Некоторые из моделей имеют компас, термометр, барометр, WLAN, Bluetooth и много чего еще.
Кстати: в настоящее время самый главный тренд в отрасли — измерение пульса на запястье с помощью оптического датчика.
При этом надежность данных, полученных таким методом, уже практически достигла точности измерений отдельных пульсометров, которые закрепляются на нагрудных ремнях. Но стоит иметь ввиду две вещи: во-первых, измерение пульса оптическим методом подходит не всем.
Лучше всего будет протестировать модель, которую вы желаете приобрести — справится ли она с измерением пульса на конкретно вашем запястье. Во-вторых, пока что точность измерения пульсометра на нагрудном ремне все-таки выше, и большую роль может сыграть воспроизводимость измерений.
Эти данные очень важны, например, для расчета времени восстановления сердечного ритма после нагрузок. Также для читателей Chip наверняка очень важной информацией станут данные о том, насколько хорошо GPS-часы взаимодействуют с приложениями, веб-сервисами и локальным ПО на компьютере. Все это во время тестирования мы проверили.
Endomondo
Endomondo делает акцент на результатах анализа треков, отслеживая спортивные достижения владельца смартфона.
Информацию о тренировках можно вводить вручную или же получать автоматически при записи GPS-трека, отмечая лишь тип активности.
Приложение строит календарь активности, дает возможность устанавливать цели и добиваться их при поддержке аудиогида. Он будет не по-русски бубнить вам в наушники прямо во время тренировки.
Кроме того, реализованы социальные функции: можно собираться в команды друзей.
Реализация технологии
Технология основана на разработанной навигационной системе, хранящей все данные со спутников, находящихся в непосредственной близости вокруг Земли. Измеряется точное расстояние от часов до спутника, чьё местонахождение записано в базе данных и заранее известно, такие сведения хранятся в памяти наручных часов ещё до начала всех измерений.
Для установления времени по GPS рекомендуется расположить часы строго горизонтально. Лучше всего это делать в ясную погоду на открытой местности, где нет крупных зданий или сооружений. Для облегчения задачи можно настроить автоматическую синхронизацию, после этого для приёма GPS-сигнала можно будет просто оставить часы на ночь на подоконнике. Время приема сигнала составит от 6 до 60 секунд.
Запись и хранение маршрута
Программы для работы с треками можно условно разделить на два класса: те, которые способны функционировать без доступа к Интернету, и те, что наполнены вспомогательными функциями настолько, что без Интернета не работают. Приоритет за офлайн-решениями.
Измеряем точность GPS
Очень точные: Polar V800 во время теста продемонстрировали очень высокую точность GPS-измерений
GPS-часы имеют обусловленную техническими особенностями погрешность в определении местоположения, которая составляет около 10 метров для каждой точки в пространстве. Таким образом, при измерении дистанции между двумя точками в самом худшем случае возможна неточность до 20 метров.
Производители пытаются улучшить ситуацию с помощью различных программных алгоритмов, но пока что это приводит лишь к незначительным улучшениям в точности отслеживания ваших передвижений. При средних скоростях и расстояниях отклонение от истинных значений не должно составлять более 2,5 процентов.
Мы провели практический тест на предварительно официально размеченной дистанции и «намотали» с каждыми часами по 55 км. При этом выяснилось, что с каждым годом GPS-часы работают все точнее.
Чрезвычайно точные измерения во время практического теста произвели актуальные модели производства компании Garmin: Forerunner 920XT, Fenix 3 и Forerunner 235. Polar V800 и TomTom Runner тоже имеют очень хорошую точность.
«Тропинки мира»
Этот сервис с романтичным названием ориентирован на любителей пешего, горного и велосипедного туризма. Специально для классификации маршрутов перед записью необходимо выбрать тип активности.
Что приятно, есть русский язык. Как и предыдущий сервис, «Тропинки мира» задействуют для отображения местоположения пользователя онлайн-карты, ищут чужие маршруты.
Кроме того, есть возможность открывать ранее сохраненные на устройстве файлы GPX или KML (чтобы использовать их в качестве «путеводной нити»).
Данные о своей активности можно выкладывать в публичный профиль на сайте программы.
«Тропинки мира» задействуют для отображения местоположения пользователя онлайн-карты
Резюме
Точная трансляция времени по GPS
GPS используется в качестве справочной информации в реальном времени во многих приложениях:
- Мобильные сети (GSM, UMTS, LTE ): первичные эталонные тактовые частоты согласно стандарту ITU-T G.811;
- синхронизация сетей изо-частотные преобразователи в цифровом наземном телевидении ;
- фазовая синхронизация в системах распределения электроэнергии;
- датировка заявок на фондовом рынке для высокочастотных Сделок .
Приложения
Время GPS
RunKeeper
RunKeeper явно пользуется более активной поддержкой разработчиков, благо у нее реализована даже поддержка русского языка. Кроме того, сервис «дружит» с разными сторонними устройствами, в том числе навигаторами Garmin, позволяя собирать в одном месте всю информацию о тренировках и физической активности.
Программа имеет только бесплатную версию, хотя сам веб-сервис предлагает «элитную» подписку, позволяющую демонстрировать свои спортивные тренировки (активность, фото, местоположение) в публичном профиле на сайте.
EveryTrail
EveryTrail — это онлайн-хранилище треков, для которого можно записывать и загружать очередной путь через соответствующее мобильное приложение (для iPhone и Android есть бесплатные и платные версии).
Интернет для работы программе нужен постоянно, поскольку она использует онлайн-карты Google.
Помимо загрузки собственных треков, EveryTrail позволяет искать чужие маршруты поблизости, среди которых есть и вполне приличные гиды по местности, следовать им, снимать по пути фотографии и «прикреплять» к треку для формирования новых «гидов».
Приложение интегрируется с социальными сервисами Facebook и Twitter.
EveryTrail — онлайн-хранилище треков
Часы GPS
Часы GPS лежат в основе классических приемников, улавливающих гражданские сигналы C / A GPS на частоте L1. Для передачи информации о времени они предоставляют выходные данные, дающие дату и время в формате, читаемом компьютером (последовательный порт, Ethernet, совместимый с протоколами NTP и / или PTP ). Они также обеспечивают аналоговые выходы, такие как сигналы IRIG и Pulse Per Second (1PPS), которые представляют собой квадратный электрический сигнал с периодом в одну секунду.
Полученная временная стабильность может быть снижена в краткосрочной перспективе из-за случайных нарушений распространения волн: многолучевости , изменения условий ионосферы или тропосферы . Но, прежде всего, GPS уязвима для помех и глушения , потому что уровень сигналов GPS на уровне земли очень низкий, порядка -160 дБВт, или эквивалент передатчика 1 × 10 -16 Вт . В таких условиях приемник может потерять сигналы со спутников и, следовательно, больше не сможет обеспечивать привязку по времени.
Чтобы преодолеть эти ограничения, GPS дисциплинированный генератор (в) (GPSDO) используются. Что касается интерфейса, в дополнение к 1PPS , они оснащены частотными выходами (например, 10 МГц ), которые могут служить опорной частотой. Эти устройства сочетают в себе GPS-приемник и высококачественный генератор, кварцевый тип OCXO , атомные часы из рубидия . Эти осцилляторы очень стабильны в краткосрочной перспективе (от нескольких минут до нескольких часов). Но в конечном итоге они накапливают более длительный дрейф даже для рубидиевых часов. GPS используется для управления генератором, обеспечивая долгосрочную точность и синхронизацию со временем UTC . Генератор гарантирует кратковременную точность и может продолжать работать, даже если сигналы GPS недоступны.
Их абсолютная производительность зависит от их реализации. Поскольку приемник априори фиксирован при измерении времени, он не вычисляет свое положение во время работы. Это либо может быть инициализирован приемником автономно во время запуска (который рискует оставить ошибку в нескольких метрах от позиции, поэтому неопределенность по времени), или параметрироваться вручную пользователем , когда он точно знает. Положение о антенна GPS установки. Также необходимо учитывать задержку распространения в измерительной цепочке: кабели, передающие сигналы GPS от антенны к приемнику, кабели, выходящие из приемника ( например, 1PPS ), и время внутренней обработки приемника. Антенна GPS должна находиться на открытом воздухе и, по возможности, иметь четкий обзор всего горизонта и находиться вдали от любой поверхности, которая может создать несколько путей . При соблюдении всех этих условий NIST измерил производительность 4 коммерческих GPSDO по сравнению с законным временем UTC, которое он генерирует для США. С учетом всех параметров: задержки антенного кабеля 81 нс , разница между временем UTC NIST и временем GPS 5,5 нс , средняя внутренняя задержка 4 приемников 122 нс 145 нс 193 нс и 1283 нс соответственно, синхронизация 4 GPSDO измерялась в течение 60 дней с ошибкой почти всегда менее 50 нс . Такое тщательное внедрение больше связано с метрологией и исследовательскими приложениями. Для промышленных приложений повторяющееся требование точности составляет 1 мкс, что покрывается GPSDO даже без калибровок, описанных выше.
Важные функции для тренировок
В связке: GPS-часы синхронизируют собранные данные со смартфоном и ПК
Также во время теста мы обращаем внимание на тренировочную функциональность, ведь в конце концов, это — основная задача GPS-часов. Почти все протестированные модели имеют такой базовый функционал, как, например, возможность измерять временные интервалы.
К числу стандартных относятся и функция отсчета времени круга, а также промежуточных интервалов. Наличие более сложных функций позволяет, как говорится, отделить зерна от плевел.
Например, не все GPS-часы имеют на борту функцию автопаузы. А она, между прочим, очень важна для спортсменов, занимающихся бегом в городских условиях и вынужденных часто останавливаться на светофорах. Эти вынужденные паузы данная функция потом исключила бы из графика тренировки.
Тем не менее, по сравнению с предыдущими годами функциональность GPS-часов значительно расширяется: в частности, некоторые модели предлагают услуги виртуального напарника, с помощью которого можно проводить тренировки без участия реального партнера.
У моделей производства компании Garmin есть режим «живое отслеживание», а для Suunto вы можете создавать собственные комплексы упражнений и затем загружать их на эти спортивные часы.
Читайте также: