GPS, który posiadamy jest tylko odbiornikiem sygnału, dlatego w swoim środku posiada antenę do jego odbioru oraz dysk, pamięć do zapisywania zebranych danych, tzw. historię, która zgodnie z danymi producenta, gdy będziemy zbierać, rejestrować dane w trybie co 1 sekundę to wystarczy tylko na 3,5 godziny szczegółowych danych.

Co na to powiedzą biegający maraton powyżej takiego czasu, muszą stosować tryb zapisu oszczędny - Smart Recording (nie są gromadzone WSZYSTKIE PUNKTY, a tylko kluczowe. GPS Foreruner 305, czy inny podobny tego typu sprzęt, urządzenie nie jest urządzeniem pomiarowym. Już sam producent (GARMIN) w instrukcji obsługi mówi że JEST to "osobisty trener".

Można się nim posługiwać do określenia odległości, ale nie mierzenia. W miernictwie mówi się o niepewności pomiaru (dawniej błędzie, które to określenie nadal używane jest np. w matematyce - błąd pomiaru to takie "cuś" wynikające z niedoskonałości np. przyrządów pomiarowych).

Dodatkowo należy pamiętać o :

1/dokładność pozycji GPS* 10 m 50% typowo. Oznacza to że w 50% błąd określenia aktualnego naszego położenia będzie mniejszy od 10 m, ale w pozostałych przypadkach może być dużo większy np. 100 m. Ilustruje to poniższe zdjęcie (Rys. 1) zrobione na podstawie treningu z dnia 17.11.09r. (byłem ok. 18 minut w budynku Poczty Polskiej, 305 odbierał sygnał, chociaż powinien go „zgubić”).

Rys. 1 Błąd pozycji

Rysunek nr 1 uwidacznia błąd urządzenia 305 (zapis danych Smart Recordig) podczas określenia pozycji – byłem przecież w pomieszczeniu, od wejścia do kasy jest najwyżej 5 m, jednak między skrajnymi punktami jest aż 240 m. Od początku istnienia systemu GPS, systemu opracowanego dla potrzeb armii USA, każdy chciałby mieć dostęp do kodowanego sygnału. Sygnał dla „cywili” jest co jakiś czas zakłócany lub go może nie być. Przekonano się o tym niedawno podczas rajdu po piaskach pustyni Afryki.

Czy producent źle podaje w specyfikacji technicznej? Nic bardziej mylnego. Pokazano to na Rys. 2, powiększając zdjęcie poprzednie (z dużym prawdopodobieństwem można stwierdzić, że w instrukcji podano dobrze – nie liczyłem wszystkich punktów pomiarowych).

Rys. 2 Dokładność określania pozycji

2/ *Dokładność zależna od widoczności nieba: 99% - czysty widok, 95% typowo. Inaczej mówiąc im mniejsze blokowisko, mniej przeszkód terenowych dla sygnału płynącego z góry, z satelity tym uzyskamy szybszy start urządzenia i większą dokładność.

3/ Dokładność, precyzja tego urządzenia, zgodnie z instrukcją jest niewielka. Nie korzystaj z urządzenia do żadnych zastosowań wymagających wysokiej precyzji pomiaru kierunku, ODLEGŁOŚCI, pozycji czy topografii. Inaczej mówiąc jak dostaniemy dokładność rzędu 2-3% na atestowanej trasie powinniśmy być bardzo zadowoleni. Przecież biegliśmy na pewno nie po najkrótszej matema-tycznej, jak to robił atestator, który poruszał się na rowerze ok. 10-15 cm od krawężnika jezdni.

Przykładem niech będzie pomiar 305-tką (inny egzemplarz) XXI Biegu Niepodległości w Warszawie. Czas oficyny biegu 44 : 03 (pomiar 305 – 44 : 04). Przyjmując średnią prędkość biegu (dystans 10 008 m – nie wdając się w szczegóły - dystans przyjęty, wartość praw-dziwa. Atestator miał odmierzyć 10,01 km. Przyjąłem, że atestator i użyty licznik oraz tzw. poprawka dnia, TEMPERATURA oraz użyta metalowa taśma dały łącznie błąd 2 m).

44:03 / 10,008 = 4 minuty 240,9 sekundy na każdy km biegu, lub inaczej, w ciągu 1 sekundy przebiegniętoby ok. 3,7866 m (błąd biegnącego oraz urządzenia GPS przy załączaniu 305) Jak pokazuje zdjęcie (Rys. 3) ściągnięte z Gogle Earth GPS 305 „zmierzył dystans” – 10,09 km (nie należy się sugerować czasem startu – „czas GPS”, dobrze że chociaż data się zgadza).

Rys. 3 Trasa XXI Biegu Niepodległości

W tym przypadku błąd pomiaru (odstępstwo wyniku jednostkowego pomiaru od wartości prawdziwej, której wielkości na ogół nie znamy) (10,09 – 3,7866) – 10,008 = 10,086214 – 10,008 = 78,214 m lub niepewność pomiaru (błąd względny pomiaru) – 78,21 / 10 008 = 0,0078151, którą z reguły wyraża się w procentach, wynosi 0,78% Jest to bardzo duża dokładność – atestator, czyli osoba uprawniona do wymierzenia tego dystansu może popełnić błąd do 1‰ , czyli 0,1% (maksymalnie 10 m)

4/ Zgodnie z tym co pisałem w pkt. 1 i co podkreślane jest też w instrukcji. System GPS (Globar Positiooning System) JEST UTRZYMYWANY przez rząd USA, który jest odpowiedzialny za jego dokładność i sprawność, tak WIĘC PRODUCENT Garmin nie ma wpływu na nadawany sygnał, dlatego też Forerunner 305 coś nam pokarze, a dopiero zastosowanie właściwego oprogramowania pozwala „poprawiać pomiar”. Przykładem niech będzie bieg 7.11.09r. na terenie Warszawy.

305 (egzemplarz użyty w pkt. 1) wskazał zaraz po biegu - przebiegnięty dystans 9,72 km. Po sczytaniu danych do komputera otrzymujemy całkiem inną wielkość (czasami jest to samo) przebiegniętego dystansu – 9,69 km, czyli błąd bezwzględny 30m (błąd względny 0,31%). Jaki był rzeczywisty dystans, bo na pewno nie 10 km, wspólne bieganie na Mokotowie. Bieg odbędzie się na dystansie ok. 10 km przy Trasie Siekierkowskiej:

Jaka była więc rzeczywista długość dystansu. Jak pisze K. Dołęgowski w ostatnim „Bieganiu” (listopad 2009) Bo przecież „Dobrodzieńska dycha” brzmi dużo prościej niż „Dobrodzieńskie dziesięć tysięcy siedemdziesiąt trzy metry”. W tym przypadku myli się. Trasa biegu w Dobrodzieniu ma 10 km (atest z 2008 roku – błąd pomiaru 2,2 m), ale na Siekierkach po wymierzeniu w Gogle Earth otrzymujemy 9,6 km. Z reguły GPS zawyża zmierzony dystans (POKAZAŁ WIĘC PRAWIDŁOWO, tym bardziej, że jak pokazuje zdjęcie (Rys. 4 )

GPS mógł gubić sygnał – przebiegało się pod wiaduktami) więc dla tej nowej trasy Grand Prix Warszawy – Mokotów 2009 otrzymamy błąd GPS: (9,69 – 9,6) / 9,6 (jaka jest rzeczywista długość na razie nie wiadomo) = 0,94%

Rys. 4 Bieg na Mokotowie – 7 listopada 2009r.

5/ Każdy GPS posiada program do „obróbki danych”, które zostały w nim zapisane. Dopiero dokładna analiza w komputerze, czy laptopie zebranych danych pozwala dokonać oceny i ewentualnie zweryfikować dane. Zdarza się, że GPS gubi sygnał (Rys. 5) (nie zawsze spoglądamy na wyświetlacz gdy biegniemy). Jaki wtedy pokonaliśmy dystans? Dobrze gdy biegliśmy po znanej trasie – wtedy wiemy jak ona przebiega i możemy porównać przebyty dystans, a co z takim pomiarem? GPS zmierzył 9,11 km to przecież nie 12 km (dlatego porównywanie przebiegniętego dystansu na mecie nie ma sensu).

Rys. 5 Zgubienie sygnału przez GPS - Zielonka.

Tylko po analizie i „obróbce danych” (przykładem niech będzie wysokość trasy) pozwoli uwiarygodnić zebrane przez 305 dane:

Rys. 6 Bieg na Siekierkach 7.11.09r.

Rys. 6 Bieg na Siekierkach 7.11.09r – wykres z SportTracks z zastosowaną korektą różnicową (Apply elevation correction)

Reasumując – dokładny pomiar dystansu dostalibyśmy tylko wtedy, gdybyśmy bazowali na 2 GPS:
- jednym pracujący, gromadzący dane jako baza-matka i usytuowany w określonym znanym miejscu,
- drugim, który zbierałby dane z trasy, a potem przy pomocy odpowiedniego programu obrobili te dane przesłane z obu GPS. Moglibyśmy dostać dokładność rzędu nawet cm, gdybyśmy byli pewni że mieliśmy przez cały czas sygnał z satelitów i nie siadły nam baterie w czasie zbierania danych.