Mengelola kesalahan dengan rute GPS (kerangka teori?)

Saya mencari kerangka teori atau spesialisasi yang sesuai untuk membantu saya memahami bagaimana menangani kesalahan yang dimiliki sistem GPS - terutama ketika berhadapan dengan rute.

Pada dasarnya, saya mencari persyaratan pada data dan algoritma apa pun yang digunakan untuk dapat menetapkan panjang jejak. Jawabannya harus bisa dipercaya.

Seorang teman saya adalah direktur balapan dari sebuah perlombaan yang disebut 160km tetapi Garmin menyaksikan semua orang membuatnya lebih seperti 190km +. Itu menyebabkan beberapa kesedihan di garis finish, izinkan saya memberi tahu Anda!

Jadi sobat kembali ke lapangan dengan berbagai perangkat GPS untuk memetakannya dan hasilnya menarik.

Menggunakan Garmin Oregon 300 genggam, ia dapat 33,7 km untuk satu kaki. Untuk kaki yang sama pada jam tangan Garmin Forerunner 310xt ia keluar menjadi 38,3km.

Ketika saya mendapatkan data dari Oregon, jelas bahwa itu hanya merekam data setiap 90 detik. Forerunner melakukannya setiap beberapa detik.

Ketika saya memplot data dari Oregon saya bisa melihat bahwa itu menjadi bingung oleh beberapa switchback dan menempatkan garis lurus melalui mereka dan kurva dibuat sedikit kurang.

Namun, saya muse bahwa perbedaan dalam frekuensi perekaman banyak penjelasan. yaitu dengan merekam setiap beberapa detik Forerunner lebih dekat dengan rute sebenarnya. Namun, akan ada sejumlah kesalahan karena cara GPS bekerja. Jika titik-titik yang direkam tersebar di sekitar rute nyata secara acak (karena kesalahan) maka total jarak akan lebih besar dari rute yang sebenarnya. (Garis goyangan pada kedua sisi garis lurus lebih panjang dari garis lurus).

Jadi, pertanyaan saya: 1. Apakah ada teknik yang bisa saya gunakan pada satu dataset untuk mengurangi kesalahan dengan cara yang valid? 2. Apakah teori saya tentang perbedaan dalam rekaman frekuensi menahan air? 3. Jika saya memiliki beberapa rekaman rute yang sama, adakah teknik yang valid untuk menggabungkannya agar lebih dekat dengan rute sebenarnya?

Seperti yang saya katakan, saya tidak benar-benar tahu apa yang harus dicari untuk menemukan ilmu yang berguna tentang ini. Saya mencari cara untuk menentukan berapa lama jejak yang diberikan dan itu sangat penting bagi orang-orang. 30km ekstra dalam balapan adalah 5+ jam ekstra yang tidak kami harapkan.

Seperti yang diminta di sini adalah beberapa data sampel:

Data sampel frekuensi tinggi yang terperinci

Data sampel frekuensi rendah

Terima kasih atas saran yang bisa Anda berikan.

Ini adalah masalah yang dipelajari dengan baik dalam ilmu geospasial - Anda dapat menemukannya di forum GIS.

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

Sulit untuk membandingkan dua jalur arbitrer dengan cara yang obyektif. Salah satu metode yang lebih baik, saya percaya, adalah bentuk bootstrap: subsample (atau menggeneralisasi) jalur paling detail yang Anda miliki. Plot panjangnya sebagai fungsi dari jumlah subsampling. Jika Anda menyatakan subsampling sebagai jarak titik-ke-titik yang khas, Anda dapat mengekstrapolasi kesesuaian ke jarak nol, yang dapat memberikan perkiraan yang sangat baik tentang panjang jalur.

Dengan beberapa rekaman, Anda dapat membuat smooth kernel 2D masing-masing, menjumlahkan smooths, dan melakukan analisis topografi untuk mencari "ridgeline." Biasanya Anda tidak akan mendapatkan satu baris pun yang terhubung, tetapi Anda sering dapat menambal punggungan bersama-sama ke jalur yang berkelanjutan. Orang-orang telah menggunakan metode ini untuk rata-rata trek badai, misalnya.

1. Dalam satu dataset Anda dapat memuluskan hasilnya, tetapi ini tidak selalu merupakan pengurangan kesalahan (bias yang konsisten menarik saat melihat lintasan atau rangkaian waktu kontinu dari satu penerima).

2. Ya, sampel dengan frekuensi lebih tinggi dapat menghasilkan kinerja yang lebih baik jika perangkat benar-benar mengamati pada frekuensi yang lebih tinggi. Pada tingkat perbandingan ini, chipset, firmware, dan penyaringan tingkat rendah dapat membedakan modul GPS yang murah.

Pertimbangkan untuk menggunakan pengukuran yang disurvei secara profesional untuk perhitungan jalur kebenaran tanah Anda. Citra orto-udara (seperti di peta google) harus mempertahankan pendaftaran yang dekat dengan kenyataan daripada jam tangan GPS. Gunakan alat-alat itu untuk menemukan jarak 2d daripada satu atau dua percobaan menggunakan modul gps murah pada jam tangan dengan antena yang buruk.

Dalam hal rute tidak ditentukan sebelumnya, harap sebutkan seperti dalam pertanyaan, jika tidak lengkap.