Zarządzanie błędami w trasach GPS (ramy teoretyczne?)

Szukam odpowiedniej struktury teoretycznej lub specjalizacji, która pomogłaby mi zrozumieć, jak radzić sobie z błędami, które ma system GPS - szczególnie podczas obchodzenia się z trasami.

Zasadniczo szukam wymagań dotyczących danych i wszelkich algorytmów, które pozwolą ustalić długość śladu. Odpowiedź musi być godna zaufania.

Mój przyjaciel był dyrektorem wyścigu, który został rozliczony jako 160 km, ale Garmin obserwuje, że każdy ma ponad 190 km. Spowodowało to sporo smutku na mecie, powiem ci!

Więc mój przyjaciel wrócił na kurs z różnymi urządzeniami GPS, aby go odwzorować, a wyniki są interesujące.

Używając przenośnego urządzenia Garmin Oregon 300, pokonała 33,7 km na jedną nogę. Dla tej samej nogi na zegarku Garmin Forerunner 310xt wyniósł 38,3 km.

Kiedy dostałem dane z Oregonu, było oczywiste, że rejestruje dane tylko co 90 sekund. Forerunner robi to co kilka sekund.

Kiedy wykreśliłem dane z Oregonu, zobaczyłem, że zostały one pomieszane przez niektóre przełączenia i poprowadziłem linię przez nie, a krzywa została nieco zmniejszona.

Zastanawiam się jednak, że różnica w częstotliwości nagrywania jest dużym wyjaśnieniem. tzn. nagrywając co kilka sekund urządzenie Forerunner jest bliżej prawdziwej trasy. Wystąpi jednak pewien błąd związany z działaniem GPS. Jeśli zarejestrowane punkty są losowo rozmieszczone wokół prawdziwej trasy (z powodu błędu), wówczas całkowita odległość będzie większa niż rzeczywista trasa. (Linia poruszająca się po obu stronach linii prostej jest dłuższa niż linia prosta).

Tak więc moje pytania: 1. Czy są jakieś techniki, których mogę użyć w jednym zestawie danych, aby poprawnie zmniejszyć błąd? 2. Czy moja teoria o różnicy w częstotliwości rejestrowania zawiera wodę? 3. Jeśli mam wiele nagrań z tych samych tras, czy istnieją jakieś ważne techniki łączenia ich, aby zbliżyć się do prawdziwej trasy?

Jak mówię, tak naprawdę nie wiem, czego szukać, aby znaleźć przydatne informacje na ten temat. Szukam sposobów, aby ustalić, jak długi jest dany kawałek szlaku i jest to bardzo ważne dla ludzi. Dodatkowe 30 km w wyścigu to dodatkowe 5 godzin, których się nie spodziewaliśmy.

Zgodnie z żądaniem tutaj jest kilka przykładowych danych:

Szczegółowe dane próbki o wysokiej częstotliwości

Dane próbki o niskiej częstotliwości

Dzięki za wszelkie porady, które możesz udzielić.

Jest to dobrze zbadany problem w naukach geoprzestrzennych - dyskusje na ten temat można znaleźć na forach GIS.

$2 \sqrt{50^2 + 5^2} = 100.5$

Trudno jest porównywać dwie arbitralne ścieżki w obiektywny sposób. Uważam, że jedną z lepszych metod jest forma ładowania początkowego: podpróbowanie (lub w inny sposób uogólnianie) najbardziej szczegółowej ścieżki. Narysuj jego długość jako funkcję ilości podpróbkowania. Jeśli wyrażasz podpróbkowanie jako typową odległość od wierzchołka do wierzchołka, możesz ekstrapolować dopasowanie do odległości zerowej, co może zapewnić doskonałe oszacowanie długości ścieżki.

Za pomocą wielu nagrań można utworzyć wygładzenie jądra 2D dla każdego z nich, zsumować wygładzenia i poddać je analizie topograficznej w celu znalezienia „linii grzbietu”. Zwykle nie dostajesz jednej połączonej linii, ale często możesz połączyć grzbiety razem w ciągłą ścieżkę. Ludzie używali tej metody na przykład do uśredniania śladów huraganu.

1. W ramach jednego zestawu danych można wygładzić wyniki, ale nie zawsze jest to redukcja błędów (konsekwentne odchylenie jest atrakcyjne przy oglądaniu trajektorii lub ciągłych szeregów czasowych z jednego odbiornika).

2. Tak, próbki o wyższej częstotliwości mogą prowadzić do lepszej wydajności, jeśli urządzenie faktycznie obserwuje przy wyższych częstotliwościach. Na tym poziomie porównania chipsety, oprogramowanie układowe i filtrowanie niskiego poziomu mogą różnicować tanie moduły GPS.

Rozważ zastosowanie profesjonalnie zbadanych pomiarów do obliczeń ścieżki prawdy. Zdjęcia orto-lotnicze (jak na mapach Google) muszą być ściśle powiązane z rzeczywistością niż zegarek GPS. Użyj tych narzędzi, aby znaleźć odległość 2d zamiast jednego lub dwóch eksperymentów z wykorzystaniem taniego modułu GPS na zegarku ze słabą anteną.

W przypadku, gdy trasa nie jest predefiniowana, proszę podać ją w pytaniu, w przeciwnym razie jest niekompletna.