Чому ваш GPS-годинник може показувати інші дані, ніж у вашого друга

Ви зашнурували кросівки і готові йти, але ваш GPS-годинник змушує вас нетерпляче бігати на місці, поки він шукає сигнал. Або, можливо, ви святкуєте після забігу і помічаєте, що годинник ваших приятелів показує дещо іншу відстань, ніж ваш власний. Незалежно від деталей, в якийсь момент ви, напевно, подивилися на фітнес-пристрій, прикріплений до вашого зап’ястя, і задалися питанням: “Що, чорт забирай, там взагалі відбувається?”.

Ми тут з вами. Щоб розгадати ці таємниці, ми попросили провідних експертів у галузі фітнес-годинників пояснити особливості та складнощі цих пристроїв, щоб ви – користувач – мали найкращий досвід роботи в цій галузі.

Що таке GPS і як він працює?

Давайте почнемо з основ. Ваш фітнес-годинник використовує GPS – або Глобальну систему позиціонування – для визначення вашого точного місцезнаходження за допомогою процесу, який називається тріангуляція.

• 16 найкращих циферблатів для Apple Watch, які ви повинні використовувати
• Найкращі пропозиції на розумні годинники у грудні 2022 року
• Чому позов проти AirTags від Apple може бути більшим, ніж ви думаєте

“Тріангуляція – це спосіб визначення різниці між часом, коли ваш біговий годинник отримує сигнал GPS, і часом, коли сигнал GPS був відправлений на ваш біговий годинник. Різниця між відправкою та отриманням GPS-сигналу визначає, наскільки далеко знаходиться супутник”, – пояснив Digital Trends Ден Лунд, менеджер з маркетингу продуктів TomTom.

Цей процес повторюється з супутниками, які знаходяться далі від приймача годинника, який визначає його точне місцезнаходження і продовжує відстежувати приймач протягом всієї активності.

“Інтегруючи технологію GPS у фітнес-годинник або спортивний годинник, годинник вимірює ряд точок, які використовуються для точного виведення таких показників, як відстань, швидкість і темп. Ці показники дають бігунам уявлення про їхні результати в режимі реального часу”, – додав Лунд.

А як щодо висоти?

Інформація про висоту над рівнем моря доступна через GPS так само, як і горизонтальне положення, але Лунд та менеджер з продуктів Garmin Джо Хейкс кажуть, що ці дані, як правило, дуже зашумлені, і зазвичай розраховуються через веб-сайт або додаток з використанням цифрової моделі висоти над рівнем моря.

Для більш точних показань висоти багато фітнес-годинників використовують барометричні висотоміри для вимірювання зміни тиску на різних рівнях висоти під час тренування, надаючи дані про зміну висоти в режимі реального часу. “Це 3D-відстань проти 2D-відстані”, – пояснив Лунд для Digital Trends.

“Ми розміщуємо барометр у все більшій кількості наших натільних пристроїв, тому що він забезпечує функцію “підняті поверхи”, – сказав Хейкес. “Однак, я думаю, що покупці повинні розуміти, що для переважної більшості бігунів це вимірювання має дуже мало користі”.

Скільки дистанції втрачається, якщо не враховувати перепади висот?

Очевидно, небагато. Хайкс навів кілька цифр, щоб проілюструвати свою точку зору.

“Швидка математична перевірка показує, що 10-відсотковий підйом на одній милі створює лише додаткові вісім метрів відстані порівняно з однією милею по рівнині. Хоча 10-відсотковий підйом може здатися не таким вже й великим, але це тому, що ніхто не намагався пробігти милю під 10-відсотковим підйомом!”

Суть полягає в тому, що в більшості випадків кількість втраченої відстані при використанні 2D замість 3D вимірювання, швидше за все, становить невелику частку відсотка.

“У більшості продуктів [Garmin] ми не враховуємо перепади висот при розрахунку відстані. За винятком рідкісних випадків, це дійсно не має значення”, – зазначив Хайкс.

Чому мій годинник показує іншу відстань, ніж у моїх товаришів, хоча ми бігли одним і тим же маршрутом?

Це може бути пов’язано з низкою причин. Основним фактором, ймовірно, є те, що ви всі носите різні пристрої, які використовують різні способи прийому, реєстрації та фільтрації GPS-сигналу.

Ви також можете помітити більші розбіжності на довших відстанях. Це пов’язано з невеликими відмінностями у похибках GPS, які накопичуються з відстанню.

“Функція економії заряду акумулятора, доступна в деяких пристроях, може знизити точність GPS-вимірювань”, – сказав менеджер по продукції Suunto і тріатлоніст Маркус Кеметтер для Digital Trends. “В даний час технологія GPS розвинулася до дуже високого рівня, і варіація відстані між пристроями часто становить менше одного відсотка”.

Різні алгоритми, що застосовуються до даних, також створюють незначні розбіжності. “Запущені програми згладжують дані для підвищення точності GPS”, – пояснив Лунд. “Це може впливати на відстань, що відображається”.

Очевидно, що існує величезний потенціал для розбіжностей, спричинених людським фактором. Будь-які додаткові кроки, які ви робите – чи то до станції технічної допомоги, чи то на піт-стоп у кущах – зараховуються безпосередньо на ваш годинник. Тобто, якщо ви не поставите його на паузу.

Ставлячи годинник на паузу, ви більше не отримуєте GPS-сигнали, тому єдиний спосіб компенсувати будь-яку відстань, втрачену, коли ви забули зняти його з паузи, – це вручну відредагувати активність у додатку.

“Ми відчуваємо себе дуже впевнено в дистанціях, розрахованих нашими Garmin Forerunner, і, з мого досвіду, наша похибка у визначенні відстані зазвичай не перевищує 0,7 відсотка, що становить близько 11 метрів на милю”, – сказав Хайкс, і продовжив пояснювати, що 11 метрів призводить до трисекундної різниці між часом звукового сигналу вашого годинника і чийогось іншого на позначці в одну милю.

Наскільки сильним є сигнал GPS?

“Для користувачів на суші або на морі сигнал GPS приблизно такий же сильний, як лампочка для вашого ока, коли вона знаходиться на відстані кількох миль”, – сказав Саймон Лоу, керівник відділу маркетингових рішень і послуг компанії Spirent, для Digital Trends. Крім того, Spirent – це компанія, яка виробляє обладнання, призначене для імітації умов, здатних потенційно заважати роботі GPS-пристроїв.

За словами Лоу, з 32 супутників в системі GPS, приймач повинен “бачити” в небі принаймні чотири, щоб функціонувати належним чином. “Однак, бачачи більше супутників, легше встановити більш точне місцезнаходження”, – сказав Лоу.

Оскільки сигнал слабкий, на нього впливає цілий ряд факторів, від природних ефектів до перешкод від інших сигналів, що передаються в цьому районі.

Що саме спричиняє перешкоди?

Найбільшою загрозою для сигналу GPS є, просто кажучи, “речі на шляху”. До них відносяться високі будівлі в міських районах і густий деревний покрив у дикій природі.

“У листяних лісах, коли взимку опадає листя, годинник може зафіксувати шлях, відмінний від того ж маршруту, пройденого влітку”, – сказав Лое.

Перешкоди, такі як густе листя і хмарочоси, також зменшують або повністю блокують сигнали супутників GPS. “Вони також створюють інші проблеми, наприклад, коли сигнал відбивається від будівлі, перш ніж досягне годинника, і в цьому випадку GPS-приймач в годиннику буде думати, що він знаходиться далі від супутників, ніж це є насправді”, – додав Хейкс.

Це явище називається багатопроменевою інтерференцією, і хоча існують алгоритми, які намагаються впоратися з багатопроменевою інтерференцією, вона все одно створює помилки.

Експерти погоджуються, що найкращим методом уникнення перешкод є біг на чистій, широко відкритій місцевості. Однак вони розуміють, що це не для багатьох, тому деякі фітнес-годинники оснащені додатковою функцією ГЛОНАСС – російською системою глобального позиціонування, схожою на американську GPS.

Функція ГЛОНАСС дозволяє годиннику бачити додаткові російські супутники, тим самим зменшуючи потенційний вплив заблокованих супутників GPS. Користувачам слід пам’ятати, що ця функція впливає на час роботи годинника від акумулятора, оскільки йому доводиться надсилати другий сигнал, і не дає жодних переваг тим, хто має гарний огляд неба.

Чому моїм годинникам іноді потрібно більше часу на пошук сигналу, ніж іншим?

Якщо ви вперше використовуєте годинник у новій місцевості, йому може знадобитися більше часу для визначення вашого місцезнаходження, ніж у місці, де ви вже відстежували активність.

“Швидкість першого визначення залежить від того, наскільки добре пристрій знає поточне сузір’я супутників навколо вас”, – сказав Кеметтер. Більшість пристроїв запам’ятовують останнє використане місцезнаходження і тому знаходять вас швидше при включенні.

“Багато пристроїв також використовують прогнози супутникових орбіт”, – додав Кемметер, маючи на увазі глобальні прогнози того, де знаходяться супутники на орбіті в будь-який момент часу. “Ці дані прогнозу дійсні протягом короткого часу і можуть бути оновлені за допомогою підключення до пристрою”.

Це означає, що часта синхронізація годинника з відповідною програмою на телефоні – наприклад, Garmin Connect або SuuntoLink – допомагає йому поводитися так, як ви цього хочете.

Чи не можу я просто користуватися телефоном?

Так, звичайно. Але він досить швидко розрядить ваш акумулятор, а ви, швидше за все, захочете зберегти трохи соку для надзвичайних ситуацій або замовлення відновлювального буріто.

Компанії спеціально розробляють GPS-годинники для відстеження вашої активності на свіжому повітрі, а це означає, що вони, як правило, мають менші, легші, міцніші та довговічніші батареї.

“У мобільних телефонах основна увага при розробці зазвичай не приділяється оптимізації антенного рішення та програмного забезпечення GPS, щоб вони добре працювали під час занять спортом на свіжому повітрі”, – зазначив Кеметтер.

Такі компанії, як Suunto, TomTom і Garmin, надають пріоритет вимірюванню відстані і темпу у своїх фітнес-годинниках, щоб забезпечити вищий рівень точності, ніж той, що може бути доступний за допомогою програми на смартфоні.

“Наші продукти спеціально розроблені для спортивних застосувань, на відміну від мобільних телефонів”, – сказав Хайкс. “Це означає, що навіть реалізація GPS точно налаштована для цих додатків. Ми не просто беремо необроблені дані, що надходять від GPS-приймача, а додаємо наші власні розумні рішення, коли розраховуємо відстань і темп або швидкість”.

Рекомендації редакції

• Що таке оперативна пам’ять? Ось все, що вам потрібно знати
• Що таке ЦАП і навіщо він потрібен?
• iOS 16.2 вже тут, додає Apple Music Sing (плюс багато іншого) на ваш iPhone
• Кращі смарт-годинники 2022 року: Apple Watch Series 8, Galaxy Watch 5 і не тільки
• Ваш iPhone може збирати більше особистих даних, ніж ви думаєте

Source: digitaltrends.com