Přeskočit na obsah

Aspekty měření délky a převýšení

Téma „skutečného“ převýšení a délky jednotlivých tras je každoročně zdrojem častých připomínek a debat, někdy i nelichotivých poznámek na adresu pořadatelů všech delších závodů, Karlovarský bikemaraton nevyjímaje. Většina účastníků závodů, vlastnící nějaký přístroj pro měření rozličných ukazatelů jejich výkonu, se (mylně) domnívá, že výstupy z jejich hardware jsou zákonitě shodné s výstupy z jiných zařízení, v horším případě že jsou ty jedině přesné. Tento přístup je svým způsobem pochopitelný, protože – i přes současnou relativní cenovou dostupnost těchto přístrojů – investovali nemalý peníz do jakési malé krabičky, a (ačkoliv o principech jejího fungování tuší jen málo) je pro ně psychologicky nepřijatelná představa, že by zrovna ten jejich mazel nebyl nejlepší.

Co se vzdáleností týče, zajímavé je srovnání naměřených hodnot z „klasického tachometru“ a jeho GPS konkurenta v rámci téže trasy a téhož jezdce. Zde bych si dovolil přiklonit se spíše na stranu GPS, protože přesnost obyčejného cyklocomputeru může být (a často také je) bezprostředně ovlivněna nastavením nesprávných výchozích hodnot, především obvodu kola. Výsledná chyba je v takovém případě řádově vyšší, než při použití GPS, které zrovna „zlobí“. Mnoho začátečníků si také myslí, že vzdálenost umístění magnetu a snímače od středu kola je nějak podstatná, což je samozřejmě hloupost. Snímač prostě zaznamenává počet a frekvenci jednotlivých „setkání“ s magnetem, která nejsou na jejich umístění nijak závislá. Zbytek je matematika ze základní školy, kterou zvládne i tacháč za dvě stovky. Samotný proces výpočtů se pak v tachometru odehrává na tak malém prostoru, že jediným omezujícím faktorem pro velikost přístroje je rozumně čitelný diplay, jinak bychom si vystačili s velikostí špendlíkové hlavičky. Rozměry přístroje tedy nejsou měřítkem jeho kvalit.

Překvapivé také je, jak (především na dlouhých vzdálenostech) ovlivňuje výsledek styl jízdy, což platí pro oba typy přístrojů. Takové to „vlnění se“ a traverzování ve výšlapech nebo nejistá a kličkovaná jízda ve sjezdech dokáží přihodit k délce i více než 1%. Přímým, jistým pojetím se zkušeným „řezáním zatáček“ dosáhneme opačného efektu. A čím je trať členitější, tím je to víc znát.

Ale vraťme se k měření pomocí GPS.

Trocha teorie

Co je to vlastně GPS?

Global Positioning System, zkráceně GPS, je vojenský globální družicový polohový systém provozovaný Ministerstvem obrany Spojených států amerických, s jehož pomocí je možno určit polohu a přesný čas kdekoliv na Zemi nebo nad Zemí s přesností do deseti metrů. Přesnost GPS lze s použitím dalších metod ještě zvýšit až na jednotky centimetrů. Část služeb tohoto systému s omezenou přesností je volně k dispozici i civilním uživatelům.

Faktory ovlivňující přesnost GPS měření

Přesnost GPS v terénu závisí na mnoha faktorech. Za ideálních podmínek můžeme očekávat přesnost cca 5 m v určení polohy (v určení nadmořské výšky je přesnost řádově nižší). GPS většinou informují o odhadované přesnosti určení polohy (EPE, Accurancy), je však nutné si uvědomit, že se jedná skutečně o odhad a nikoliv reálnou přesnost. Pokud potřebujete přesnost ještě vyšší (až 20 cm), budete muset použít GPS určenou pro GIS sběr dat s možností použití korekcí ze sítě pozemních stanic.

Přesnost ovlivňuje zejména postavení satelitů na obloze vůči pozorovateli, optimální je jeden satelit v nadhlavníku a další tři rovnoměrně rozmístěné na obloze.
Dalším faktorem, který bývá v terénu velmi významný, je zastínění výhledu na satelity (v údolích, v zástavbě, v lesních porostech…), není tedy vhodné GPS při měření pokládat na zem nebo ji stínit vlastním tělem. Pokud se týká lesních porostů, jsou podle zkušenosti nejhorší jehličnany s hustou korunou, velmi špatně se v porostech měří také za deště (vlhké listy pravděpodobně zvyšují odrazy signálu a tím také šum). Naopak relativně dobře GPS funguje v nízkých křovinách a samozřejmě v listnatých porostech v zimě. Jednotlivé typy GPS se liší v citlivosti na signál, a tak, přestože za ideálních podmínek je jejich přesnost stejná, v podmínkách zastínění oblohy se mohou výrazně lišit.
Prodejci GPS tvrdí, že pouzdra prodávaná na GPS příjem signálu neovlivňují, za normálních podmínek je to asi pravda, problém nastává opět za deště. Vodou nasáté pouzdro obalující anténu může navigaci zcela znemožnit.

Jak to děláme my?

a) Přijde na to, jestli máme možnost trať vůbec projet. Vím, zní to divně, ale v podstatě jde o to, že pokud se v zimě z nějakého důvodu rozhodneme trať maratonu změnit, není v našich podmínkách ještě průjezdná. A protože chceme o změnách včas a alespoň přibližně informovat, uchýlíme se k zdlouhavému „naklikání“ trati v nějakém internetovém rozhraní nebo specializovaném programu. Software (např. SportTracks ) je sice přesnější, protože disponuje mapami s lepším rozlišením (seženete-li si je); na duhou stranu ale sám netvoří výškový profil. Internetová rozhraní často s nadmořskou výškou pracují, ale rozlišení map je stále nedostačující (např. cykloserver.cz). Mluvím pouze o českých turistických mapových podkladech, protože Google mapy jsou použitelné sotva pro silniční cyklistiku. Já jsem si pro tento účel napsal vlastní internetovou aplikaci, postavenou na novém API (Application Programming Interface) serveru mapy.cz, který (prozatím zdarma) poskytuje jednoznačně nejpodrobnější mapové podklady pro tento účel.
Výstupem pak obvykle bývá GPX soubor s relativně přesným záznamem, který lze nějakým způsobem prezentovat, ale o tom později.

b) Jakmile se naskytne možnost projet trasu fyzicky, uděláme to. Letos byla například projeta se třemi nezávislými přístroji různých značek v týž (slunečný) den. Všechna tři zařízení kupodivu vykazovala chyby, projevující se např. tím, že v místech strmějších srázů, kde jsou na malém prostoru velké rozdíly v nadmořské výšce, „odhazovala“ trasu bokem – do údolí, do řeky či naopak někam nahoru na skálu. To mělo samozřejmě negativní vliv na přesnost měření převýšení a profilu obecně, na rozdíl od naměřených vzdáleností, které se dobře shodovaly. Výsledek jsem se rozhodl neprezentovat, protože naklikání bylo přesnější. Pochopitelně, protože trasu tvořenou ručně máte pod kontrolou.

Jako osoba zodpovědná za trať jsem zvolil první variantu. Strávil jsem sice nad aplikací desítky minut, ale za výsledek mohu ručit víc, než za to, co bez mého vlivu produkuje sebelepší GPS mašinka. Důvod? Porovnání ručního výtvoru s automatickými potvrdilo shodnou délku, zatímco naměřená převýšení se neshodovala v řádech i několika set metrů na 65 kilometrech následkem chyb uvedených výše.

Prezentace záznamu trasy

Ani když už máte sebelépe vytvořený GPX soubor, není vyhráno. I pokud jej nechcete prezentovat na nedostatečných Google mapách, nemáte mnoho možností. Příčinou je tentýž nešvar jako při jejich tvorbě klikáním – nízké rozlišení mapových podkladů. A i když se nakonec rozhodneme využít některý z prezentačních serverů (např. bikemap.net, everytrail.com či zmíněný český cykloserver.cz), nestačíme se divit, jak rozdílným způsobem interpretují převýšení. Z téhož GPX souboru odvodí odlišné souhrny, snad proto, že každý server používá pro jejich výpočet odlišné algoritmy.

I zde jsem tedy použil vlastní řešení, postavené na zmíněném API Seznamu, jehož výsledek v podobě trasy můžete vidět třeba právě na mapě trasy A. Hodnoty převýšení a profily tratí, které v propozicích uvádíme, jsou pro změnu produktem programu SportTracks, který – jsou-li už do něj vložena data s nadmořskými výškami – generuje podle mého soudu nejlepší výstup a zjevně disponuje velmi sofistikovaným algoritmem.

Závěrem chci vyjádřit přesvědčení, že měření převýšení a vzdáleností na členitém sférickém povrchu je čistá alchymie. Skutečné hodnoty těchto parametrů u všech tratí a závodů zná zřejmě jen Bůh. A pokud Bůh neexistuje, pak je nezná nikdo.

Dan – stavitel tratí

Sdílejte tuto stránku:

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.