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Tema: Trucos para obtener valores coherentes en acumulados (distancias, alturas, etc.)

  1. #1
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    Predeterminado Trucos para obtener valores coherentes en acumulados (distancias, alturas, etc.)

    Como ya sabemos, la tecnología GPS no es perfecta, tiene un margen de error, cuyas estimaciones según los fabricantes, dicho margen se sitúa entre 8 y 10 en el mejor de los casos en coordenadas horizontales, y de 20 metros en verticales, aunque afortunadamente las medias se sitúan un poco más bajas...

    En condiciones nor@@@@s (buena visibilidad, zonas amplias, sin interferencias), el error habitual suele rondar los 3 ó 4 metros en horizontal y los 10 en vertical. Con estos valores supuestos son con los que vamos a basarnos...

    Habitualmente, los GPS's nor@@@@s funcionan a 1Hz. (o lo que es lo mismo, a 1 ciclo por segundo). Esto es, toman una muestra de nuestra posición 1 vez por cada segundo. La mayoría de ellos nos permiten establecer con qué frecuencia vamos a "registrar" (grabar) dichos puntos en nuestro track, y lo suelen permitir hacer por tiempo, por distancia o de una forma automática.

    Lo ideal sería ajustarlo según nuestra actividad...

    Senderismo (llanura):
    Cuando hacemos una excursión andando, y esta no presenta demasiado desnivel (ruta llana), nuestra velocidad promedio es de unos 4km/h (andando ligero sin esforzarnos demasiado). Por tanto, si vamos a 4km/hora, en un segundo avanzaríamos:
    4*1000/3600segundos=1'1 metro por segundo.
    Si hemos asumido que el error promedio de un GPS se sitúa entre 3 y 4 metros, necesitaríamos una media de 4 segundos para salir de ese posible rango de error, y por tanto, lo ideal sería fijarlo por tiempo con un promedio de grabación de puntos de 4 por segundo.

    Senderismo (alta montaña):
    En alta montaña las cosas se complican, puesto que la media baja radicalmente. En ocasiones iremos a velocidades super lentas (1km/hora o incluso menos en ciertas subidas) y hasta 10km/hora en ciertas partes de descenso. En este caso, no tendríamos un modelo ideal de grabación. Si a caso, el menos malo sería una grabación por distancia, que no podría ser inferior a los 4 metros que tenemos de error medio, obviamente.

    Bicicleta:
    En bici, sobre todo en carretera, la velocidad media suele rondar en los 15km/hora. Volviendo a nuestra regla de tres anterior, 15000/3600seg=4,2 metros por segundo, por lo que ya, casi casi, en cada segundo hemos superado el margen de error medio de nuestro GPS, por lo que al máximo número de grabaciones (1 por segundo) tendríamos buenos resultados...

    Vehículos más rápidos que la bici:
    Ningún problema, el margen de error del GPS es superado por nuestra velocidad...

    Por tanto, si nuestra velocidad va a ser mantenida (no va a haber demasiada diferencia entre la velocidad lenta y la rápida) una simple regla de tres nos daría con un valor adecuado de cadencia de grabación.

    Entonces, por lo que vemos, el mayor de los problemas está cuando andamos a baja velocidad, y hay diferencia entre velocidad máxima y mínima... ¿cómo podemos apañar nuestros resultados si nuestra velocidad media varía tanto en las subidas y en las bajadas?...

    Pues bien, para esto compe tiene una función maravillosa, llamada "reducción de puntos".
    La reducción de puntos de Compe no se limita a ir eliminando puntos equidistantes en posición relativa en el track, sino que elimina los menos relevantes según su situación física en el plano real para no desvirtuar su recorrido. Es un algoritmo muy bien currado por Ivan Twose, fundador de CompeGPS.

    Es decir, supongamos que tenemos un track de 10 puntos y le decimos que queremos que nos lo reduzca a 5. Lo normal sería pensar que borraría los puntos pares (el punto 2, el punto 4, el punto 6, el punto 8 y el punto 10), dejando los impares sin borrar, pero no, este algoritmo analiza la posición de cada punto y su cambio de rumbo respecto al anterior. así pues, si el punto 1, 2, 3 y 4 forman (más o menos) una línea recta, estos puntos menos "necesarios" serán eliminados (bueno, el primero y el último no, pero sí los intermedios) dando prioridad a otros que den lugar a un cambio de rumbo.

    Gracias a esto, se eliminan los puntos redundantes (muy cercanos entre sí, con poco valor estadístico) manteniéndose todos los demás datos necesarios para realizar un cálculo adecuado de distancias, alturas y velocidades.

    Con esta herramienta y con la modalidad de grabación de track en modo automático (o incluso en manual a 1 por segundo), lo que vamos a hacerle es "adelgazar" el mismo conforme a la velocidad promedio de todo el recorrido.

    A demás, antes nos habremos preocupado de eliminar los "nudos" y los puntos aberrantes de nuestro track.

    Por tanto, un buen guión para obtener unos buenos promedios y unas buenas gráficas de altura de cualquier track sería el siguiente:
    1º) Establecer un valor coherente en la frecuencia de grabación de track. Yo suelo tenerlo en automático y me da buenos resultados, aunque en ocasiones lo fijo en 1 por segundo. Otra buena opción es fijarlo por distancia, que da muy buenos resultados sobre todo a velocidades lentas. Un punto por cada 4 metros podría ser una muy buena opción.
    2º) Eliminar puntos aberrantes. Estos son aquellos puntos que se van de nuestro camino por falta de cobertura, o interferencias.
    3º) Eliminar los nudos. Los nudos son aquellos trazados que se producen cuando estamos totalmente parados (por ejemplo, paramos a beber agua, o a hacer unas fotos, o a lo que sea). Yo no suelo parar la grabación del track, los borro en casa delante del ordenador.
    4º) Calcular nuestra velocidad media promedio (esto nos lo da el propio compe)
    5º) Con nuestra velocidad promedio, podremos calcular nuestra frecuencia de grabación ideal (conforme lo explicado en los párrafos anteriores, osea, cuantos segundos hemos necesitado para superar nuestro radio de error)
    6º) Miramos el número de puntos que tiene el track y el promedio de grabación del mismo (si lo tenemos en automático, el propio compe calcula el promedio de grabación)
    7º) Reducimos el número de puntos de track hasta ajustarlo al valor calculado en el paso 5º. Si la grabación la tenemos a 1 punto por segundo, pues basta con dividirlo por este valor. Si lo tenemos en automático, entonces se lo restamos del valor del promedio y dividimos por este valor (supongo que se entiende)

    Y ya!... aunque parezca muy lioso, es algo que se hace en un momento y de forma automática casi sin pensar...

    Con estos pasos, se obtienen valores muy muy ajustaditos con la realidad.

    Obviamente esto es para un "post-proceso" en casa. Para poder hacer análisis en terreno compe incluyó las variables de "velocidad mínima" y "altura mínima para acumular" que hacen un poco de filtro a esto que hemos estado comentando... Precisamente del tema de las alturas ya hice un post explicando esta problemática, y que os invito a visitar:
    http://forum.compegps.com/showthread.php?t=6469

    Estos valores, al igual que lo explicado hasta ahora, depende mucho de nuestra velocidad de marcha, y cuanta mayor velocidad sea, menor podrán ser estos filtros. Yo, personalmente, suelo tener fijados estos valores en:
    3,4km/hora en velocidad mínima y en 9'5 metros para acumular, siempre que voy andando. Para bici lo subo a 12km/hora y el de altura lo dejo igual, y cuando voy más rápido, el de velocidad ya no lo toco, pero el de altura sí que lo bajo hasta los 5 metros.

    Sé que es un tema un tanto espeso y, al menos para mí, difícil de explicar, así que espero que entre todos podamos enriquecer este mensaje, que sin duda servirá de referencia en futuras ocasiones...

    Un saludo...

    P.D.: Agradecer a Antonio R. Franco (de la web www.elgps.com) el planteamiento del "círculo de error" y la idea del tiempo necesario para superar dicho margen de error según nuestra velocidad, que ayuda, sin lugar a dudas, a explicar un poco mejor esta problemática en los acumulados...
    Todo el día de arriba para abajo...

  2. #2
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    Predeterminado

    Como siempre, im-presionante.

    Sé que puede parecer un tocho, pero a mí me gusta aprender de esta manera.

    Gracias CPA por compartir tus experiencias y tu sapiencia.

    Saludos,

    Carlos.

  3. #3
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    Cita Iniciado por CpA Ver mensaje
    Como ya sabemos, la tecnología GPS no es perfecta, tiene un margen de error, cuyas estimaciones según los fabricantes, dicho margen se sitúa entre 8 y 10 en el mejor de los casos en coordenadas horizontales, y de 20 metros en verticales, aunque afortunadamente las medias se sitúan un poco más bajas...
    Habiendo errores tan altos, mi pregunta es: ¿Coma podemos saber con exactitud unos límites de un terreno para no comernos un trozo del vecino? Supongo que los topógrafos deben usar otra tecnología por que si no...
    También en el tema de la aviación supongo igualmente deben usar otro sistema.
    Con tantos errores ¿No hay un sistema de servo sincronización del movimiento de la tierra con los satélites para que el error sea mínimo?
    ¿Con el sistema EGNOS y GALILEO tendremos solucionado el problema?
    Última edición por Lluís 443; 27/02/2011 a las 23:28
    Salut!!!!!!
    Lluís EA3COI
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  4. #4
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    Cita Iniciado por Lluís 443 Ver mensaje
    Habiendo errores tan altos, mi pregunta es: ¿Coma podemos saber con exactitud unos límites de un terreno para no comernos un trozo del vecino? Supongo que los topógrafos deben usar otra tecnología por que si no...
    Para realizar perimetrajes y lindes, no se realizan muestras en movimiento, sino que se toman muestras de los puntos límites de los mismos (los vértices de los polígonos).

    Las muestras se realizan con estaciones GPS's, las cuales disponen de corrección diferencial, bien en post-proceso, o bien (lo más usual para @@@@@iones profesionales) en tiempo real.

    Las estaciones profesionales suelen estar compuestas de dos o más bases. Una o varias de ellas se sitúa en un sitio bien conocido (un vértice geodésico o una chincheta topográfica), mientras, con la otra se van tomando medidas de los vértices que interesa medir.

    Mediante un algoritmo estadístico, y gracias a muchas muestras (no se toma un sólo punto, si no que se toman cientos, incluso miles), junto con la corrección enviada por las otras estaciones, se obtienen puntos con una precisión que puede llegar a tan sólo un margen de una decena de centímetros de error máximo.

    El Egnos es una tecnología "similar" a las estaciones profesionales. En este caso, la segunda (y en el caso de Egnos, hasta una tercera) estación de apoyo serían dos satélites geoestacionarios. Este satélite (al no moverse) podría dar una corrección más fidedigna de las derivas demostradas por los otros satélites. Seguro que la wikipedia u otras páginas de internet te explican mejor que yo todo esto de la corrección diferencial (DGPS).

    Para Europa, y dentro de la constelación GPS está el Egnos. Para EEUU está el WAAS, que no es más que el nombre que reciben estos satélites geoestacionarios. Lógicamente los satélites geoestacionarios que se pueden ver desde EEUU no se pueden ver desde Europa, y viceversa...
    Todo el día de arriba para abajo...

  5. #5
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    06 Jan, 11
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    Predeterminado Velocidad media

    Por tanto, un buen guión para obtener unos buenos promedios y unas buenas gráficas de altura de cualquier track sería el siguiente:
    1º) Establecer un valor coherente en la frecuencia de grabación de track. Yo suelo tenerlo en automático y me da buenos resultados, aunque en ocasiones lo fijo en 1 por segundo. Otra buena opción es fijarlo por distancia, que da muy buenos resultados sobre todo a velocidades lentas. Un punto por cada 4 metros podría ser una muy buena opción.
    2º) Eliminar puntos aberrantes. Estos son aquellos puntos que se van de nuestro camino por falta de cobertura, o interferencias.
    3º) Eliminar los nudos. Los nudos son aquellos trazados que se producen cuando estamos totalmente parados (por ejemplo, paramos a beber agua, o a hacer unas fotos, o a lo que sea). Yo no suelo parar la grabación del track, los borro en casa delante del ordenador.
    4º) Calcular nuestra velocidad media promedio (esto nos lo da el propio compe)
    5º) Con nuestra velocidad promedio, podremos calcular nuestra frecuencia de grabación ideal (conforme lo explicado en los párrafos anteriores, osea, cuantos segundos hemos necesitado para superar nuestro radio de error)
    6º) Miramos el número de puntos que tiene el track y el promedio de grabación del mismo (si lo tenemos en automático, el propio compe calcula el promedio de grabación)
    7º) Reducimos el número de puntos de track hasta ajustarlo al valor calculado en el paso 5º. Si la grabación la tenemos a 1 punto por segundo, pues basta con dividirlo por este valor. Si lo tenemos en automático, entonces se lo restamos del valor del promedio y dividimos por este valor (supongo que se entiende)

    Y ya!... aunque parezca muy lioso, es algo que se hace en un momento y de forma automática casi sin pensar...

    Con estos pasos, se obtienen valores muy muy ajustaditos con la realidad.

    Obviamente esto es para un "post-proceso" en casa. Para poder hacer análisis en terreno compe incluyó las variables de "velocidad mínima" y "altura mínima para acumular" que hacen un poco de filtro a esto que hemos estado comentando... Precisamente del tema de las alturas ya hice un post explicando esta problemática, y que os invito a visitar:
    http://forum.compegps.com/showthread.php?t=6469

    Estos valores, al igual que lo explicado hasta ahora, depende mucho de nuestra velocidad de marcha, y cuanta mayor velocidad sea, menor podrán ser estos filtros. Yo, personalmente, suelo tener fijados estos valores en:
    3,4km/hora en velocidad mínima y en 9'5 metros para acumular, siempre que voy andando. Para bici lo subo a 12km/hora y el de altura lo dejo igual, y cuando voy más rápido, el de velocidad ya no lo toco, pero el de altura sí que lo bajo hasta los 5 metros.

    Sé que es un tema un tanto espeso y, al menos para mí, difícil de explicar, así que espero que entre todos podamos enriquecer este mensaje, que sin duda servirá de referencia en futuras ocasiones...

    Todo perfecto, lastima que al calcular la velocidad media, no tiene presente el tiempo parado y suma todo el tiempo lo divide y "TODO LOS DATOS ESTAN MAL", parece mentida en estos tiempos que no sepan como se calcula la velocidad media en movimiento, porque para el ciclismo, TwoNav sportiva+ especial ciclismo, es fundamental.

    Saludos.

    Fidel

  6. #6
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    01 Sep, 11
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    Predeterminado

    ¿Qué quiere decir con esta afirmación en el foro:

    Senderismo (llanura):
    Cuando hacemos una excursión andando, y esta no presenta demasiado desnivel (ruta llana), nuestra velocidad promedio es de unos 4km/h (andando ligero sin esforzarnos demasiado). Por tanto, si vamos a 4km/hora, en un segundo avanzaríamos:
    4*1000/3600segundos=1'1 metro por segundo.
    Si hemos asumido que el error promedio de un GPS se sitúa entre 3 y 4 metros, necesitaríamos una media de 4 segundos para salir de ese posible rango de error, y por tanto, lo ideal sería fijarlo por tiempo con un promedio de grabación de puntos de 4 por segundo.

    En otras palabras, son los 4 km / h, 3600 son los segundos en una hora, pero el valor de 1.1 representa qué?

    que me haga saber

    gracias

    massimo

  7. #7
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    01 Sep, 11
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    Predeterminado

    En su opinión, no es justo que yo escribo esto:

    velocidad media de la pista: 0.6 kmh

    Yo 600/3600 = 0,16 m / seg

    si pongo este valor en la velocidad mínima de circulación no es pista real de que se trata, ¿verdad?

    que me haga saber

    gracias de nuevo

    massimo

  8. #8
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    01 Mar, 05
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    Predeterminado

    4 Km/h = 1,1 m/sec

    4 kilometers per hour is equal to 1.1 meters per second
    Todo el día de arriba para abajo...

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