ERROR en la ALTURA ACUMULADA en los GPS CROSS

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    Thierry CHARLÈS

    Bonjour,

    Ici c'est un forum d'utilisateurs.. TwoNav ne vous répondra pas.

    - Dans la dernière version il y a une modification concernant l'enregistrement de l'altitude et le calcul du dénivelé.

    Obtenir un dénivelé positif exact est quasi impossible, mais c'est un peu long à expliquer.

    Le dénivelé publié par Strava est faux, la communauté des trailers commence à s'en rendre compte et des publications dans ce sens commencent à circuler, surtout dans la communauté du TRAIL. Pourquoi, l'explication est pourtant assez simple et elle est documentée sur le site après vente de Strava (rien n'est opaque). Strava utilise sa propre base de donnée, qui est conçue avec un maillage assez large donc peu précise, de plus cette base de donnée est alimentée par les altitudes issues de la famille des GPS Garmin (uniquement) et principalement de ceux destinés aux cyclistes, or cette famille de GPS ne calcul l'altitude de manière précise que sur les modèles les plus récents. Cela dit la tendance change ...

    Le dénivelé positif est le cumul des ascensions (Définition documentée).

    - Sur une carte un "randonneur" fera la différence entre les points bas et haut (Exemple 850 m dans le cas d'une trace réelle enregistrée en montagne par un GARMIN GPSMAP 67 donc récent)

    - Un GPS va enregistrer l'altitude à la cadence de l'enregistrement définit dans votre configuration , 1s , 2s, 3 s ou 10m, 15m , etc. Plus la cadence est élevée plus ca colle au terrain, plus elle est basse plus on "zappe" les micros reliefs.

    - Un GPS récent dispose d'un capteur barométrique, l'altitude est obtenue (chez TwoNav) via le capteur barométrique qui est calibré régulièrement (toutes les 30 minutes) par le GPS (Altitude GPS). C'est la méthode actuelle la plus précise qui se généralise sur tous les GPS récents et toutes les Montres connectées de dernière génération.  Le capteur barométrique est très précis mais il est dépendant des variations de la météo (Changement de température, effet ombre / soleil en montagne  et de pression locale) donc il dérive lentement. L'altitude issue du GPS est elle bruitée (elle varie autour de la valeur exacte qui a été modélisée par la constellation, le calcul se fait dans un géoïde pas sur le sol!). La méthode consiste à filtrer l'altitude GPS pour éliminer le bruit (technique mathématique usuelle). A partir de là sur un temps relativement long (ex 30 minutes) il est aisé de mesurer la dérive du capteur barométrique puis de la corriger par la variation GPS sur 30 minutes (le bruit a été éliminer).

    Donc pour un GPS, si on compare la courbe des altitudes enregistrées par le GPS avec cette même courbe après l'avoir recalée par les altitudes issues d'un DEM précis (base de donnée IGN) , on constate si cet enregistrement est fiable ou s'il y  a un défaut (les deux courbes doivent être quasi parallèles). Pour mon GPS TwoNav c'était le cas correct avant la dernière mise à jour, depuis cette mise a jour ce n'est plus le cas le profil moyen glisse il est mal corrigé. Je tiens à remercier particulièrement ceux qui veulent imiter strava pour avoir inciter TwoNav à modifier son algo et intégrer ce nouveau défaut!

    Ensuite vient l'élaboration du dénivelé, qui consiste à calculer sur cette courbe les ascensions.

    - Si votre trace a été enregistrée à la cadence de 1s, sur une heure ca fait 3600 points qui peuvent varier de +/- 1 m . Le cumul des variations élémentaires pique les yeux. Dans le cas de la trace prise en exemple ci-dessus (enregistrée par un Garmin GPSMap 67) ça fait 1600m le double de la valeur lue sur la carte (mais ces 1600 m irons dans Strava, ....!), cet utilisateur s'en ai plaint!. Donc il faut pondérer, si on pondère en considérant qu'il ne faut retenir que les montées de 5 m et plus ( par exemple) le cumul chute à 1125 m (Ce que l'utilisateur admet comme étant raisonnable et est la valeur proche de la valeur issue du calculateur de la FFRP). Mais quelle est la vraie valeur? le doute est là! Dois t'ont éliminer les petites bosses, doit 'ont tout garder ? Certains vont vouloir retenir le maximum de dénivelé (dans l'absolu c'est juste, mais choque ceux qui ont une expérience issue des cartes), surtout pour avoir l'impression d'avoir de grosses cuisses (Strava) d'autre plus habitué a la randonnée seront surpris et chercherons une valeur moins forte! Au bilan chacun veux son dénivelé!

    Maintenant prenons une trace issue d'un enregistrement sur un terrain moins montagneux, plus vallonné. Un GPS TwoNav cette fois, l'enregistrement du profil vertical est correct il colle bien a celui du DEM de l'IGN.  Le trajet est plus long plus de 3h (> 12000 points), le cumul brut du dénivelé c'est a dire la somme des montées entre deux enregistrements est "astronomique" 1700m alors que sur la carte c'est plutôt 450m, pourquoi ? A cause principalement du nombre de points parmi ces 12000 enregistrés qui passent juste 1 m (c'est soit des "cailloux" réels ou juste le bruit de mesure, en tout cas difficile de distinguer puis séparer les points issus de ces deux causes).  Le GPS qui ne cumule que ce qui dépasse 5m,  indique 649 m (un autre GPS qui enregistre simultanément indique 656 m) ... Strava surement bcp plus, mais vu que Strava est faux en altitude et distance je ne regarde plus. Le  même calcul de dénivelé fait cette fois sur l'itinéraire prévu (qui a été tracer via un logiciel sur la base de donnée IGN fiable) indique un dénivelé autour de 500m (En fait deux calculs par deux logiciels différent) on se rapproche de la valeur estimée sur la carte, si ont remplace l'enregistrement des altitudes faites par le GPS par celles issues du DEM ca grimpe a 550m.

    En conclusion:

    - Il faut filtrer sur un seuil ne retenir que les ascensions supérieures a une valeur (Ex 5m)

    - Plus le nombre de point de l'enregistrement est élevé, plus le dénivelé sera important, pour deux raisons:

    • La fidélité car ca colle mieux au micro reliefs du terrain
    • Le nombre élevé de points, qui par définition injecte plus de bruit de mesure dans le calcul

    Sur un profil vallonné (plaine, moyenne montagne) la valeur du dénivelé va diverger plus qu'en pleine montagne, car en pleine montagne les ascension sont plus longue, bien installées, ce qui a tendance à effacer le bruit de mesure (Points isolés a juste 1m).

    Obtenir un dénivelé précis n'est pas aussi trivial qu'on pourrait l'imaginer, chaque GPS, Montre, Logiciel ou applis aura son propre algorithmes (il n'y a pas de principe standard imposé ni documenté) donc des résultat différents. Sur internet les sites utilisent un DEM "NASA" avec des mailles de tailles assez grande ce DEM inclut des erreurs documentées, par conséquent le dénivelé obtenu est souvent excessif, STRAVA c'est un peu similaire car leur Base de Donnée à surtout été alimentée par des GPS Garmin ayant uniquement un capteur baro non recale , et de grosses mailles. Vu le principe de Strava et l'arrivée des nouveaux GPS Garmin & montres connectées Garmin (Baro plus GPS) dans les années a venir le dénivelé issu de Strava devrait converger vers des valeurs plus proches de la vérité, mais ca va prendre du temps.

    J'ai un TRAIL 2, chaque sortie je compare le profil vertical enregistré avec le DEM (ma montre aussi suit le même processus) pour moi dans ce GPS et l'algo de TwoNav c'était correct, jusqu'à la dernière version (5.7), pour le dénivelé en paramétrant un filtrage a 5 m (ou 4m) c'était correct (cohérent avec la montre et avec le prédictif). Maintenant ils ont voulu et chercher a plaire a une nouvelle "clientèle"  et c'est devenu faux. 

    En 5.7 vous devez paramétrer l'enregistrement à FILTRE & FAIBLE ou Décocher le filtre et votre dénivelé devrait grimper d'environ 20 à 30%.

    Pour votre information, une étude faite cette année sur les premiers du classement de l'UTMB (L'ultra Trail de référence)  n'a plus pris en références les données issues de strava, car jugée fausses . Cette étude a repris les données brutes des montres.

    Un autre utilisateur

    Cdlt.  

     

     

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    Josep Mestras

    Muchas gracias por esta explicacion tan detallada.

    Lo que no acabo de ver claro, es como, utilizando sistemas alternativos : Wikiloc , Strava , OruxMaps, que urilizan el GPS del mobil (telefono), las mediciones de las alturas acumuladas, SI que son muy parecidas todas... mientras que con el CROSS, siempre indica valores muy inferiores...

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    Thierry CHARLÈS

    What I don't see very well is how, using alternative systems: Wikiloc, Strava, OruxMaps, which use the GPS of the mobile (phone), the cumulative height measurements, YES, they are all very similar.. . while with CROSS always indicates much lower values...

    Just because everyone says the same thing doesn't mean it's correct! We had this experience some time ago on another health topic, and many people spread the same false ideas.

    Already these apps do not measure altitude, they use data from a DEM file, and as I wrote to you these DEMs are imprecise. This is a Global DEM with a high mesh size and these are not LIDAR surveys.

    What are you comparing?

    1. A forecast route with your GPS recording?
    2. Is your GPS recording exported to these apps?

    1)- If it is a forecast track (tracked on the app) which is compared to the GPS:

    • There are fewer points, at least 10 times fewer, so the forecast route follows the relief less well.
    • Then, the altitudes come from a file, it is not a measurement (Observe what happens when you cross a viaduct, for example, between the GPS recording and your forecast, one remains on the deck and the other floats somewhere between the apron and the valley floor), compare these curves with Land.

    The altitude file is most of the time the so-called "NASA" DEM file which has a large mesh size and is not very precise, with errors, therefore a false elevation. There is a corrected version available on the internet but it is divided by country or region and therefore not used by these apps.

    For a reliable assessment of the reliability of your GPS you must compare the vertical profile that it recorded with that from the official DEM of your IGN (France mesh size 5 x 5m, Belgium 1 x 1 m, Spain?) by substituting the altitudes of the GPS by that of the DEM (Land does this very well to import the DEM IGN of your country, you make a copy of the recorded track and on the copy we replace the altitudes).

    2)-If you import your track recorded by your GPS into one of these applications and the altitude difference changes, it is an error of the application, because it substitutes its own data for an altitude resulting from a measurement (which does Strava) and in this substitution the altitude is replaced by that of their own databases (Imprecise see above).

     

    If your GPS recorded every second at 20 km/h, it will be 55 m every 10 seconds so potentially 10 different altitude values (one every second) the track will stick to all the micro relief, and extract the truth on these 55m. On a database with a mesh of 30 m x 60m the calculation will go from one mesh to another, perhaps see extrapolations, imagine a hillside or hill the altitude of the mesh what is a average of the surface, the summit, the bottom of the valley, rarely that of your position, while your GPS in baro + GPS mode records the altitude of your true position on the trail.

    To evaluate, judge whether your GPS has a defect or not, you must compare its recording (vertical profile) to this same recording by having replaced the altitudes recorded with those of the DEM of your IGN. There is no other justice of the peace, there you will be able to estimate where the error is!

    Best regards

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