为什么跑步GPS轨迹经常飘？北斗导航可以提高跑表精度吗？

为什么跑步GPS轨迹经常飘？北斗导航可以提高跑表精度吗？

记录距离和配速是跑步者的基本需求。 无论你是带着手机跑步，还是戴着运动手表或运动手环，手机或智能穿戴设备中的定位模块都可以测量你移动的距离，然后根据时间，可以计算出你的配速。

但为什么记录的跑步距离常常会有偏差，或多或少，误差小则一两百米，多则七八百米，而绘制的GPS轨迹往往是疏散。 这就是跑步者俗称的GPS再次“浮动”。

定位的基础知识

定位通常称为GPS定位，GPS是全球定位系统（ ）术语的缩写。

其实GPS特指美国，于20世纪70年代开始建设，1994年全面建成，是世界上使用最广泛、历史最悠久的定位系统。 ），统称为世界四大卫星导航定位系统。

所以真正的全球卫星导航定位英文简称GNSS。

只不过GPS最先应用在美国，而美国首先占据了这个词，所以我们常把定位称为GPS定位。 真正准确的术语应该是GNSS定位。

GPS定位需要通过四颗已知位置的卫星来确定GPS接收器的位置。 根据空间解析几何，理论上只需测量三颗卫星到地面点的距离即可确定该点的三维坐标（x，y，z）；

第四颗星用于校准时间误差。 卫星上授时时间的计算是通过原子钟极其精确的方法实现的，所以至少需要观测4颗卫星才能计算出你的位置。

手表GPS定位慢是什么原因

运行APP定位速度快吗？

跑步者有没有注意到这样一个现象，如果你戴着手表跑步，当你跑步时启动手表的记录功能时，往往需要一段时间才能显示GPS信号，这很可能是启动GPS模块的过程。搜索卫星。

那为什么要使用手机上的跑步应用或者使用百度地图应用进行导航，而且位置往往显示得很快呢？

这其中的原因其实是相当复杂的。 跑步APP或百度地图采用锁路算法，可以根据路况修正偏离的定位信息，使其能够定位在当前道路上。

因为一般情况下，毕竟你平时都是在马路上跑步或者开车，即使你在公园或者绿道上跑步，你也还是在马路上，而机动车一般都是在马路中间行驶，相对来说，开放的天顶空间，可以接收更多的卫星信号。

当我们带着手表跑步时，情况就不一样了。 手表的天顶范围比较小，能接收到的信号不如汽车导航。 而且很多手表没有附近道路的位置信息，因此无法锁定附近道路，只能存储实际接收到的信号。 到达的经纬度和高度坐标，所以很容易出现“上屋下河”的现象。

以为例，细心的跑步者有没有注意到，将手表中的数据同步到后，有一个地图匹配选项。 如果不选择这个选项，跑步的路线往往不在路上，而如果配上地图的话，基本上就可以显示出你正确的跑步轨迹，这就是所谓的锁定道路。

锁定道路本质上是一种修正位置和距离的算法。 校正越好，您的手表“浮动”就越少。

这也是为什么尽管携带手机跑步不方便，但跑步APP的定位却丝毫不亚于跑步手表。 一个锁定道路的地理信息，另一个不锁定。 但现在也有内置地图的手表，例如 945。

为什么GPS跑步轨迹的持续时间不稳定且不可避免？

跑步距离测量不够准确

GPS定位的精度受多种因素影响。

首先，GPS全球定位系统最初是美国建立的用于军事目的，后来开放用于民用。 美国安排了不同的频段用于军用和民用。 军用频段的精度可以达到1米，而民用GPS的理论精度只有10米左右。

更尴尬的是，20世纪90年代中期，美国为了自身安全，在民用卫星信号中加入SA(y)，并人为扰乱，使得普通民用GPS接收机的精度只有100米左右。

2000年取消了SA干扰，全球民用GPS接收器的定位精度一夜之间提高了很多。 大多数情况下可以获得10米左右的定位精度。

美国之所以停止执行SA政策，是因为美军不再需要“欺骗某人，让所有人都被欺骗”，而且美军已经开发出新技术，可以降低民用GPS在造成卫星定位的地区的精度。随时对美国构成威胁；

这也是我国建设自己的北斗导航系统的核心原因。 拥有自己的导航定位系统对国家安全绝对重要。

可以想象，在军队中，如果我们使用GPS定位，那么在紧急时期，所有的定位位置都会不准确，甚至是错误的。 自己的导弹打不到敌人而打到自己人的可能性是完全存在的。

回到正题，民用级GPS本身的精度是10米，那么田径场一圈就是400米，肯定是一个固定值。 跑一圈后，秒表显示 390 米或 410 米。 您的手表的问题在于 GPS 本身的准确性。

接下来我们就来说一下GPS定位出现偏差的原因。

产生误差的原因有很多，如卫星信号经过地球大气层时的大气延迟效应、电磁波经过高层建筑等多次反射后的多径效应、卫星星历误差、卫星和接收机的时钟误差等。 ，以及相对论效应等。这些误差导致定位精度几乎在10-40米。

例如，如果你静止站立5分钟，你的位移为零。 事实上，5分钟后，GPS定位漂移的关系可能表明你已经移动了十几米，轨迹覆盖范围几乎是球形的。 。

对于跑步者来说，定位和距离测量受到干扰的常见原因如下：

下雨天，空气中水分较多，影响信号的传输。

夏季多雨潮湿，再加上高温蒸发，使得空气中的水分增加，从而影响GPS信号的传输。

在一些高层建筑或地下建筑密集的场所，如地下停车场、地下商场、地铁、隧道等，由于墙壁的屏蔽和折射，信号误差增大，室内信号衰减太大了，所以定位不正确。 精确的。

这也是很多跑步者发现高层社区绿道上的跑步轨迹和距离非常不准确的重要原因。

跑步风格和软件算法也会影响准确性。 跑步者是否发现，如果他们沿着直线跑步，他们通常会更准确。 如果它们反复转动，GPS 跟踪误差将开始增加。

此外，GPS 不会连续检查它们的位置。 每隔几秒、20秒甚至更长的时间检查它们的位置可能会导致记录不准确。 制造商将使用轨迹差异算法来弥补其不准确的测量。 。

有些手表“浮”得很厉害

是不是有些比较准确？

一些跑步者经常反映手表的GPS“浮动”很多，而另一些跑步者则表示记录相当准确。 不同手表之间真的有这么大的差距吗？

如果你的手表在运行GPS轨迹和距离测量时误差较大，那么你就真的买错了手表。

如果只是偶尔“飘”，那么问题不大。 如上所述，GPS定位的不准确性受多种因素影响。 准也是正常现象。

印象中，2019年南京马拉松经过长江路附近时，GPS出现了问题。 显然，我只跑了五六百米，手表显示已经到了1公里。 随后我询问了其他跑友，很多跑友在经过长江路时都出现了这种情况，这可能与长江路高楼较多或者电磁干扰有关。

如果一款手表采用了多种定位系统，比如松拓手表的部分型号同时采用了GPS和卫星导航，而高驰还采用了北斗、GPS和三星定位，这样就可以将几种导航系统的定位结合起来。 相比校准，则测量精度会提高。

多种导航系统在手表上的应用是未来的发展趋势。 多个导航系统的叠加并不意味着应用多个定位模块，而是相互兼容，因此不会因为产品本身硬件数量的增加而变得更厚、更重。 您可以放心。

另外，有些可穿戴设备，主要是腕带，没有GPS模块，那么这样的腕带是如何测量跑步距离的呢？

这类腕带主要是利用加速度传感器的原理，通过你摆臂的幅度、频率等参数来计算距离，所以从原理上来说，它的精确度可能不如GPS，但对于大多数普通人来说，有这么高的要求，能测里程精度也够了。

未来北斗导航

秒表的测量精度能否提高？

北斗导航定位系统经历了一代、二代、三代的发展。 昨天投入使用的北斗导航系统应该是北斗三号系统。

今年，我国联网的智能手机70%支持北斗导航系统。 未来，包括可穿戴设备在内的越来越多的硬件肯定会支持北斗系统。 北斗系统会比GPS更准确吗？

GPS定位系统由24颗GPS工作卫星组成，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为备用卫星。

北斗导航系统有40多颗卫星。 理论上来说，卫星越多，定位精度越高。 随着该系统的建成开放，全球任何地区、任何时间都可以看到8颗以上的卫星。 系统星座可用性可达100%。

根据北斗卫星导航系统发展报告中公布的参数，北斗系统的定位、导航和授时服务性能方面，定位精度为水平10米、高度10米，看起来与GPS类似。 但实际测量结果显示，在亚太地区，定位精度等级为5米，海拔高度为5米。

北斗在道路上可以使用的精度可以达到0.5米左右的亚米级。

因此，我们有理由相信，未来跑步手表的精准度在北斗的加持下将会更加精准。

总结

虽然民用GPS定位精度有限，但GPS存在一定的测量精度误差也属于正常现象。 利用多种导航系统，尤其是北斗导航系统的加持，再加上秒表等GPS轨迹差分算法的优化，未来跑步手表的定位和测距精度可能会进一步提高。

你用什么秒表？ 您的 GPS 跟踪漂移吗？