Suunto Du er snørt og klar til å gå, men GPS-klokken din får deg til å jogge utålmodig på plass mens den søker etter et signal. Eller kanskje du feirer etter et løp og merker vennenes klokker som viser litt andre avstander enn din egen. Uansett detaljer, på et tidspunkt har du sannsynligvis sett på treningsapparatet festet til håndleddet og lurt på: "Hva i helvete skjer det der, uansett?"
Vi er der med deg. For å komme til bunns i disse mysteriene ba vi toppeksperter i treningsurindustrien om å forklare særegenheter og kompleksitet i disse bærbare stoffene, slik at du - brukeren - har den beste opplevelsen ute i feltet.
Hva er GPS, og hvordan fungerer det?
La oss begynne med det grunnleggende. Treningsuret ditt bruker GPS - eller Global Positioning System - for å bestemme din nøyaktige plassering gjennom en prosess som kalles triangulering.
“Triangulering er en måte å bestemme forskjellen mellom tiden din løpende klokke mottar et GPS-signal og tiden GPS-signalet ble sendt til løpeklokken din. Forskjellen mellom å sende og motta et GPS-signal bestemmer hvor langt borte satellitten er, ”forklarte Dan Lund, Product Marketing Manager i TomTom, til Digital Trends.
Denne prosessen blir gjentatt med satellitter som sitter lenger borte fra klokkemottakeren, som peker ned den nøyaktige plasseringen og fortsetter å spore mottakeren gjennom hele aktiviteten.
“Ved å integrere GPS-teknologi i et trenings- eller sportsur, måler klokken en rekke punkter som brukes til å nøyaktig utlede beregninger som avstand, hastighet og tempo. Disse beregningene gir løpere sanntidsinnsikt i løpeprestasjonen, ”la Lund til.
Hva med høyde?
Høydeinformasjon er tilgjengelig via GPS akkurat som horisontal posisjon, men Lund og Garmin Product Manager Joe Heikes sier at dataene vanligvis er veldig støyende, og vanligvis beregnes via et nettsted eller en app ved hjelp av en digital høydemodell.
For mer nøyaktige høydeavlesninger, bruker mange treningsklokker barometriske høydemålere for å måle trykkendringene på forskjellige høydenivåer under treningen, og gir sanntidsdata om høydeendring. "Dette er 3D-avstand vs. 2D-avstand," forklarte Lund til Digital Trends.
"Vi setter et barometer i flere og flere av våre bærbare produkter fordi det muliggjør" gulvklatret "-funksjonen," sa Heikes. "Jeg tror imidlertid kundene burde forstå at det for de aller fleste løpere er svært liten fordel med denne målingen."
Hvor stor avstand går tapt hvis ikke høyde tas med i beregningen?
Åpenbart ikke mye. Heikes ga noen tall for å illustrere poenget hans.
“En rask matematisk sjekk viser at en 10-prosentkarakter over en kilometer bare skaper ytterligere åtte meter avstand sammenlignet med en kilometer over en leilighet. Mens en 10-prosentkarakter kanskje ikke høres ut som mye, kan det være fordi man faktisk ikke har prøvd å løpe en kilometer opp en 10-prosentkarakter! "
Poenget er at i de fleste tilfeller er mengden avstand tapt ved bruk av en 2D i stedet for 3D-måling sannsynligvis en liten brøkdel av en prosent.
“I de fleste [Garmin] -produktene tar vi ikke høydeendringer med i avstandsberegningene. Bortsett fra i sjeldne tilfeller, spiller det ingen rolle, ”påpekte Heikes.
Hvorfor viser klokken min en annen avstand enn vennene mine, selv om vi kjørte samme rute?
Dette kan skyldes en rekke årsaker. Hovedfaktoren er sannsynligvis at dere alle bruker forskjellige enheter som bruker forskjellige måter å motta, logge og filtrere GPS-signalet på.
Du kan også merke større avvik over lengre avstander. Dette skyldes små forskjeller i GPS-feil som har samlet seg over avstand.
"Det batterisparende alternativet som er tilgjengelig på noen enheter kan redusere nøyaktigheten av GPS-målingen," sa Suunto Product Manager og triatlet, Markus Kemetter til Digital Trends. "I dag har GPS-teknologien utviklet seg til å være veldig god, og avstandsvariasjonen mellom enhetene er ofte under en prosent."
Ulike algoritmer som brukes på dataene, skaper også mindre avvik. "Kjører applikasjoner jevner ut dataene for å øke nøyaktigheten til GPS," forklarte Lund. "Dette kan ha en innvirkning på den viste avstanden."
Åpenbart er det et enormt potensial for forskjeller fra menneskene. Eventuelle ekstra trinn du tar - enten det er til en hjelpestasjon eller et pitstopp i buskene - teller direkte på klokken. Det vil si med mindre du setter den på pause.
Ved å stoppe klokken din, mottar du ikke lenger GPS-signaler, så den eneste måten å gjøre opp tapt avstand når du glemmer å stoppe pause, er å manuelt redigere aktiviteten i appen.
"Vi føler oss veldig trygge på løpeavstandene som er beregnet av Garmin-forløperne, og etter min erfaring er avstandsfeilen vår vanligvis mindre enn 0,7 prosent, som er omtrent 11 meter per mil," sa Heikes og fortsatte å forklare at 11 meter fører til en tre sekunders forskjell mellom klokken din piper og andres pip på en mils markør.
Hvor sterkt er et GPS-signal?
"For brukere på land eller sjø er et GPS-signal omtrent like sterkt som en lyspære ville være for øyet når det er noen kilometer unna," sa Spirent Head of Marketing Solutions & Services, Simon Loe til Digital Trends. Videre er Spirent et selskap som lager utstyr designet for å simulere forhold som potensielt kan forstyrre GPS-enheter.
Av 32 satellitter i GPS-systemet sa Loe at en mottaker må kunne "se" minst fire på himmelen for å kunne fungere skikkelig. "Å se flere satellitter gjør det imidlertid lettere å etablere en mer nøyaktig posisjon," sa Loe.
Fordi signalet er svakt, påvirkes det av en rekke faktorer fra naturlige effekter til interferens fra andre signaler som overføres i området.
Hvilke typer ting forårsaker forstyrrelser?
Den største trusselen mot et GPS-signal er ganske enkelt "ting i veien." Dette inkluderer høye bygninger i urbane områder og tett treddekke i villmarken.
"I løvskog, når bladene faller om vinteren, kan en klokke registrere en annen vei enn den samme ruten som er tatt om sommeren," sa Loe.
Hindringer som tungt løvverk og skyskrapere reduserer eller blokkerer også GPS-satellitsignaler. "De skaper også andre problemer, for eksempel når signalet spretter av en bygning før den når klokken. I så fall vil GPS-mottakeren i klokken tro at den er lenger fra satellittene enn den egentlig er," la Heikes til.
Dette fenomenet kalles multi-path, og selv om det finnes algoritmer som prøver å håndtere multi-path interferens, skaper det fortsatt feil.
Andrey Armyagov / 123RF Andrey Armyagov / 123RF Eksperter er enige om at den beste metoden for å unngå forstyrrelser er å løpe i et klart, vidåpent område. De forstår imidlertid at dette ikke er et alternativ for mange, så noen treningsklokker er utstyrt med en tilleggsfunksjon kalt GLONASS, et russisk system for global posisjonering som ligner på amerikansk GPS.
GLONASS-funksjonen gjør at klokken kan se flere russiske satellitter, og dermed redusere den potensielle effekten av blokkerte GPS-satellitter. Brukere bør huske på at denne funksjonen koster klokkens batterilevetid, siden den må sende et nytt signal og ikke gir noen fordel for de som har et klart syn på himmelen.
Hvorfor tar klokken noen ganger lengre tid å finne et signal enn andre?
Hvis du bruker klokken for første gang i et nytt område, kan det ta lengre tid å finne deg enn på et sted der du allerede har sporet en aktivitet.
"Hastigheten til å få din første løsning er avhengig av hvor godt enheten kjenner den nåværende satellittkonstellasjonen rundt deg," sa Kemetter. De fleste enheter husker den siste posisjonen som ble brukt, og finner deg derfor raskere når du slår på den.
"Mange enheter bruker også spådommer om satellittbane," la Kemmeter til, og refererte til globale spådommer om hvor satellitter til enhver tid kretser. "Disse prediksjonsdataene er gyldige i kort tid og kan oppdateres ved hjelp av en datatilkobling til enheten."
Det betyr at du ofte synkroniserer klokken din til den tilsvarende appen på telefonen din - for eksempel Garmin Connect eller SuuntoLink - hjelper den med å oppføre seg slik du vil.
Kan jeg ikke bare bruke telefonen?
Ja absolutt. Men det kommer til å tømme batteriet ganske raskt, og du vil sannsynligvis spare litt juice i nødstilfeller eller bestille en gjenopprettingsburrito.
Bedrifter designer spesielt GPS-klokker for å spore utendørsaktivitetene dine, noe som betyr at de vanligvis har mindre, lettere, mer holdbare og holdbare batterier.
"I mobiltelefoner fokuserer utviklingen vanligvis ikke på å optimalisere antenneløsningen og GPS-programvaren for å prestere godt i utendørssport," påpekte Kemetter.
Bedrifter som Suunto, TomTom og Garmin prioriterer avstands- og tempomålinger i treningsklokkene sine for å gi et høyere nøyaktighetsnivå enn det som kan være tilgjengelig ved hjelp av en app på en smarttelefon.
"Våre produkter er spesialbygde for atletiske applikasjoner, i motsetning til en mobiltelefon," sa Heikes. “Det betyr at selv GPS-implementeringen er finjustert for disse applikasjonene. Vi tar ikke bare rådataene fra GPS-mottakeren, men vi legger til våre egne smarts når vi beregner avstand og tempo eller hastighet. "
