运动手表GPS精度深度解析,性能评测与优化策略

运动手表的GPS精度是一个复杂的问题,受到多种因素的影响,并且通常难以精确量化。以下是对运动手表GPS精度进行详细分析:
"一、 影响GPS精度的因素"
1. "卫星信号质量 (最关键因素):" "卫星可见性:" 需要同时接收到足够数量(通常建议4-6颗以上)且分布良好的GPS卫星信号。在开阔地带通常较好,但在高楼林立的城市峡谷、茂密的森林、隧道或靠近山区时,可见卫星数量会减少,信号被遮挡或干扰,导致精度下降。 "信号强度:" 信号越强(信号码的RSSI - Received Signal Strength Indicator值越高),定位计算越稳定、越快。信号弱时,计算时间延长,精度可能漂移。 "信号多路径效应:" 卫星信号在到达接收器前,可能会被地面物体(如建筑物、树木)反射,产生多条路径到达接收器。接收器难以区分直接路径和反射路径,导致计算误差,尤其在城市环境中非常普遍。 "电离层和对流层延迟:" 卫星信号在穿过地球的电离层和对流层时,会因大气密度变化而发生速度延迟,影响时间测量,进而影响距离计算。现代GPS接收器有模型来修正这些延迟,但修正不完全,仍是误差来源之一。
2. "运动手表自身

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GPS手表记录轨迹是间隔一定时间进行打点,通过无数个点形成轨迹。不同手表记录间隔不同,或者说,不同手表可以进行设置记录间隔。以佳明935轨迹为主要分析对象,深度分析了解GPS的轨迹精度。

分析工具:奥维地图Garmin BaceCamp


1、佳明935
佳明935手表GPS轨迹精度设置方法:位置长按UP键->设置->系统->记录间隔,可以选择每秒记录(Every Second)或 智慧记录(Smart Record)。


我们透过几次户外轨迹分析,看看两模式的区别在哪里。
1) 5月11日大鹏益行山海
记录间隔:智能模式

  • 奥维软件分析

要求导入KML格式,才能看到轨迹点track point(后同)。
佳明935记录距离52.35公里,时间:8小时56分1秒(合32161秒),在出发几百米后才开始记录。
全局图


细节图:类似铜钱串的,就是轨迹点。


分析:
KML轨迹文件导入奥维后,可以看到有9069个轨迹点track point,那记录间隔为32161/9069=3.546,差不多平均3.5秒记录一次。从细节图可以看出,直接开阔直线地段和树林地段、拐弯地段,轨迹点密度(间隔不一样),这就是智能记录轨迹点表现。

  • Garmin BaceCamp分析

需要导入GPX文件(后同)


轨迹点总数9069,记录间隔请看“航段时间”,因为是智能模式,间隔时间没有规律性,最小间隔1秒,最大间隔十几秒。
2) 5月15日塘朗山两趟
记录间隔:智能模式

  • 奥维软件分析


佳明935记录距离19.08公里,时间:1小时49分12秒(合6552秒)

  • 分析:
    KML轨迹文件导入奥维后,可以看到有2208个轨迹点track point,那记录间隔为6552/2208=2.967,差不多平均3秒记录一次,这跟案例1不一样。
  • Garmin BaceCamp分析


轨迹点总数2208,记录间隔请看“航段时间”,因为是智能模式,间隔时间没有规律性,间隔1-7秒不等,与前述轨迹区别是,配速快些,弯道多些。
3) 5月24日宝体操场
记录间隔:智能模式

  • 奥维软件分析


佳明935记录距离13.14公里,时间:1小时1分33秒(合2013秒)


KML轨迹文件导入奥维后,可以看到有945个轨迹点track point,那记录间隔为2013/945=2.13,差不多平23秒记录一次,这跟前面2个情况也不一样。
Garmin BaceCamp分析

轨迹点总数945个,时间间隔1-7秒不等,从上图可以看出,并非弯道采集点密,直道采集疏。
以上三条轨迹均是设置智能记录模式,可以判断,佳明935智能记录模式是根据外部条件(什么条件不了解)选择不同的记录间隔。
下面介绍佳明935每秒记录模式,请看轨迹4。
4) 5月28日宝体操场
设置:每秒记录

  • 奥维软件分析


佳明935记录距离15.15公里,时间:1小时7分58秒(合4078秒),轨迹点4079,不用计算,一看就是间隔1秒
请看下图比较。

  • Garmin BaceCamp分析


间隔1秒,一目了然。
2、COROS APEX46mm
APEX无法设置GPS记录间隔。
以上佳明935的三种场景,同时佩戴了COROS APEX46mm手表,同样操作看看APEX记录间隔是多少。
1)益行山海
记录距离52.71公里,时间:9小时1分25秒(合32485秒),轨迹点13729,间隔:32485/13729=2.36秒
2)5月25日塘朗山
记录距离18.97公里,时间:1小时49分22秒(合6542秒),轨迹点3217,间隔:6542/3217=2.03秒
3)5月24日宝体操场
记录距离13.24公里,时间:1小时01分35秒(合3695秒),轨迹点1808,间隔:3695/1808=2.04秒
注:官方说法是每秒记录一次,导出文件经过处理。
3、Suunto手表的GPS精度选择


以Suunto Ambit 3为例,GPS定位可选择Best(1秒)、Good(5秒)、OK(60秒)、OFF(关闭),前面三种状态对应的不同精度。


4、华米
以下是华米手表导出的轨迹,华米手表无法设置GPS精度,GPS采集间隔类似佳明的智能模式,可以举两个例子看看。

  • 轨迹一


分析:总时间=27小时40分=99600秒,轨迹点14286,采集间隔=99600/14286=6.97秒

  • 轨迹二


分析:总时间=5小时11分=18660秒,轨迹点3705,采集间隔=18660/3705=5.03秒
轨迹三


分析:总时间=2小时24分=8640秒,轨迹点1770,采集间隔=8640/1770=4.88秒
5、Polar VV
Polar VV是博能新出的一款手表,GPS续航40小时,无法设置GPS精度,从下图可以看出每秒采样。

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