GPS pe bicicletă – ce opțiuni avem

În ziua de azi aparatele de recepție GPS au devenit aproape obiecte de uz comun; le găsești peste tot: în mașini, în telefoane, aparate foto, etc. Piața ciclistă este și ea inundată cu o sumedenie de astfel de aparate, ceea ce face alegerea unui aparat corespunzător nevoilor tale o adevărata aventură. În continuare voi arunca putină lumină asupra tipurilor de GPS disponibile și factorii care influențează performanța lor. Dar înainte de toate, cum se obțin coordonatele de la sateliți?

Cum funcționează un GPS

GPS-ul funcționează pe baza principiului triangulației. Prin triangulație se poate obține poziția unui obiect dacă cunoaștem distantele relative față de cel puțin trei puncte cu poziții cunoscute. În cazul GPS-ului, treaba funcționează cam așa:

–          sateliții constituie punctele fixe. Fiecare emite un semnal codat într-un mod specific, care îl identifică. În realitate sateliții sunt mobili, dar coordonatele lor sunt cunoscute.

–          distanța de la receptor până la sateliții „vizibili” este calculată pe baza semnalului sateliților. Acesta conține ora exacta la care semnalul a fost trimis. Cunoscând durata necesară pentru propagarea semnalului și viteza de propagare a semnalului, se poate calcula distanța față de fiecare satelit.

–          cunoscând distanțele și aplicând puțină trigonometrie poți afla coordonatele receptorului fără a „conversa” cu sateliții.

Factori care influențează performanța receptoarelor GPS

Unul dintre factorii principali este numărul de canale disponibile. Acesta reprezintă numărul maxim de sateliți care pot fi urmăriți simultan de către aparatul de recepție. Cu cât numărul este mai mare, cu atât mai mare este precizia. Aparatele mai vechi puteau urmări patru sau cinci sateliți simultan, dar între timp acest număr a crescut la 20 (de exemplu SiRF Star III).

În cazul receptoarelor mai vechi (care sunt încă disponibile pe piață la prețuri reduse) trebuie ținut cont de această cifră, dar receptoarele GPS actuale pot urmări mai mulți sateliți decât sunt vizibili pe cer simultan; pentru acestea acest factor nu mai reprezintă o limitare a performanței.

Un alt factor care influențează precizia receptoarelor GPS sunt antenele cu care acestea sunt dotate. Semnalele emise de către sateliți sunt foarte slabe și necesită antene de calitate. Majoritatea receptoarelor GPS din telefoane sunt dotate numai cu antene minuscule care nu pot recepționa semnale de la sateliți blocați de clădiri înalte sau copaci. Multe dintre receptoarele profesionale dispun de o antenă serioasă și de posibilitatea de a atașa o antenă externă.

Un factor suplimentar este tipul de tehnologie cu care lucrează receptorul. Sateliții aflați momentan în orbită provin din mai multe generații care au fost îmbunătățite cu timpul. Sateliții mai noi pot furniza precizii sub 2 metri, dar pentru aceasta receptorul trebuie sa poată suporta protocolul WAAS (Wide Area Augmentation System).

Tipuri de aparatură

Receptoarele GPS de interes pentru ciclism se clasifică de obicei în trei categorii: GPS loggers, telefoane cu GPS, receptoare GPS dedicate si ceasuri sport cu GPS.

GPS loggers sunt de fapt receptoare GPS care numai memorează o serie de coordonate pe un card de memorie sau în memoria internă.  Aceste date pot fi prelucrate mai târziu cu ajutorul unui computer.

Avantaje:

–          sunt foarte compacte

–          durată de funcționare îndelungata pe baterii

–          simplicitate a modului de operare

–          unele modele pot servi si ca GPS extern pentru telefoane si computere.

Dezavantaje:

–          nu pot fi folosite pentru navigație

–          sunt de obicei foarte rudimentare și permit numai selectarea vitezei de achiziție, precum și pornirea sau oprirea achiziției de date

–          numărul de coordonate care pot fi memorate este limitat.

Telefoane cu GPS: sunt foarte versatile și pot fi transformate în orice clipă în funcție de aplicația care rulează pe telefon: de la GPS logger  până la ciclocomputer sau navigație.

Avantaje:

–          versatilitate foarte bună

–          posibilitatea de a crea trasee cu puncte de control si poze/video atașate

–          traseele memorate sunt de calitate decentă (suficient pentru a te putea orienta)

–          durata foarte scurta de achiziție a primelor coordonate prin Assisted GPS

–          unele dintre aplicațiile disponibile permit de asemenea și monitorizarea live a poziției ciclistului.

Dezavantaje:

–          recepția proastă în condiții mai puțin decât ideale, cum ar fi de exemplu în pădure sau între clădiri înalte

–          sensibilitate la praf/ apă noroi, care sunt disponibile din belșug pe traseele de ciclism montan.

–          nevoia existenței unei conexiuni la internet in cazul unor aplicații, pentru funcționarea corectă și pentru afișarea harților.

–          nu pot fi folosite pentru măsurători precise ale performanței. Distanțele măsurate pot varia de la tură la tură, și pot fi destul de imprecise (de exemplu, o tură fixă de 10 km poate avea ocazional și numai 9km, dar și 11km).

–          capacitatea redusă a bateriei: majoritatea funcționează numai 4-5 ore în modul de achiziție rapidă, și mult mai puțin dacă sunt folosite pentru navigație. O sursă de alimentare externă este absolut necesară.

Receptoarele GPS dedicate sunt concepute pentru ciclism, și au dotări speciale în acest sens. Majoritatea mărcilor de calitate (cum ar fi Garmin si Magellan) au și un ciclocomputer încorporat și eventual chiar și o busolă, accelerometru și senzor de frecvență cardiacă. Acestea preiau sarcina de a măsura cu precizie distanțele parcurse și vitezele atinse pe timpul turei, precum și a altor date interesante pentru cicliștii de performanță.

Avantaje:

–          sunt dotate cu antene de calitate care pot recepționa sateliții într-o multitudine de scenarii, inclusiv acolo unde vizibilitatea directă a sateliților nu este posibilă

–          sunt foarte bine protejate de praf și intemperii

–          acceptă ca sursă de alimentare și baterii normale

–          durata de funcționare în modul de achiziție rapidă depășește de obicei 10-12 ore

Dezavantaje:

–          interfața grafică mai puțin evoluata decât în cazul telefoanelor – majoritatea producătorilor oferă software suplimentar de vizualizare pe computer

–          toate traseele și hărțile trebuie stocate în avans în aparat

–          majoritatea hărților nu sunt disponibile gratuit și se învechesc relativ repede; costurile unui set nou de hărți este foarte mare.

Ceasurile sport cu GPS

Avantaje:

–          foarte compacte

–          confort și ergonomie deosebite

–          de obicei au integrate și funcții de monitorizare a ritmului cardiac sau de numărare a pașilor

Dezavantaje

–          precizie redusă

–          nu pot măsura cu precizie distanțele parcurse

–          folosire limitată pentru navigație: nu pot afișa hărți, dar pot fi folosite pentru turn-by-turn navigation

–          prețurile prohibitive.

Precizie

Acum și câteva cuvinte cu privire la precizie. Cu cat receptorul poate „vedea” mai mult sateliți simultan, cu atât precizia localizării este mai mare. Deși teoretic patru sateliți sunt de ajuns pentru a stabili coordonatele, precizia nu este tocmai grozavă în acest caz. Fiecare satelit în plus aduce un plus de precizie, dar și așa, precizia maximă obținută în condiții ideale este de sub 10 metri (între 0,5 și 2 metri pentru WAAS) dar fără nici un fel de garanție a unei precizii minime.

De asemenea, aparatura GPS este limitată și din cauza faptului că nu achiziționează coordonatele în mod continuu ci la anumite intervale de timp (cu un interval minim de 1 secundă). Din aceasta cauză, traseul memorat de către un GPS arată mai mult ca o linie poligonală decât ca o curbă și este numai o aproximație a traseului parcurs. Măsurătorile de viteză și de distanță sunt astfel imprecise și variază în funcție de traseu sau chiar și pe același traseu.

Cele două tipuri de erori pot conduce la aberații destul de pregnante, precum se poate vedea în figura de mai jos. Ambele segmente sunt înregistrate pe aceeași bucată de drum dar nu se suprapun perfect pe harta topografică și nici nu reprezintă traseul parcurs în mod real.