new balance morev4
 
26 marca 2012 Redakcja Bieganie.pl Sprzęt

GPS a tempo chwilowe – porównanie zegarków


Użytkownicy zegarków z technologią GPS przyzwyczaili się już, że jeśli jest to GPS to tempo chwilowe może skakać lub działać z pewnym opóźnieniem. Jednak ten sektor przeżywa gwałtowny rozwój i to co było normą jeszcze dwa lala temu dziś już takie być nie musi.

Alternatywą do GPS pozostają nadal czujniki bezwładnościowe (zakładane
na but czy do buta) ale w ostatnich latach zainteresowanie i powszechność GPS wydaje się przeważać. Dobrze skalibrowany czujnik bezwładnościowy pokaże dystans nie
gorzej niż GPS a bieżące tempo częściej lepiej. Z drugiej strony,
wskazana jest kalibracja, która zawsze obarczona jest jakimś błędem a 1%
błędu w kalibracji przekłada się na 100m na dystansie 10km. GPS to
jednak wygoda i poczucie, że bez względu na warunki dobry zegarek
policzy dystans, zmiany wysokości, tempo, wyrysuje trasę ewentualnie
zaprowadzi za rękę do miejsca startu.

Po pierwsze – po co nam tempo chwilowe?

Jest to wskazanie tempa jakim poruszamy się w danym momencie, w konkretnej chwili. Dlaczego dla biegacza może być to ważne? Bo jeśli biegacz ma zadane wykonanie konkretnego treningu w tempie np nie szybszym niż 4:30 min/km (co zazwyczaj przekłada się na próbę utrzymania tempa dokładnie 4:30) lub biegania treningu interwałowego np: 5x1000m po 3min/km z przerwa 400 m w truchcie – to wiedza o tempie, jakie osiąga w danej chwili jest ważna, można powiedzieć kluczowa. Zwłaszcza w przypadku stosunkowo krótkich interwałów, np 10×1 minuta. Jeżeli zegarek pokaże nam właściwe tempo dopiero po 30 sekundach od rozpoczęcia odcinka to zastosowanie go do takiego treningu mija się z celem.

Czy rzeczywiście jest ono tak ważne?

To zależy od podejścia zawodnika i trenera. Są trenerzy, którzy nakazują bardzo dokładne trzymanie się tempa, a są tacy, którzy dają więcej swobody. Można oczywiście przyjąć, że jeśli już ktoś wykonuje taki trening to jest zawodnikiem doświadczonym i ma pewne wyczucie tempa i być może super dokładne kontrolowanie tempa chwilowego nie jest mu tak potrzebne. Ale – co człowiek to inne podejście. Poza tym – mniej doświadczeni biegacze nie mają tak dobrego wyczucia tempa i bardzo łatwo mogą przegiąć, zazwyczaj w kierunku zbyt intensywnego treningu.

W uproszczeniu – jak działa GPS?

Co kilka sekund (w urządzeniach tzw konsumenckich jest to zazwyczaj co 4 sekundy) urządzenie GPS stara się ustalić nasze bieżące położenie na podstawie sygnału z satelitów (nie będę się w to wgłębiał, zresztą nie czuję się tutaj mocny). Dokładność ustalenia naszego położenia w urządzeniach konsumenckich waha się w przedziale 5-10 metrów (choć podobno wraz z poprawą technologii to się poprawia). Przypuśćmy, że jest to dolna granica czyli 5 metrów. Czyli co 4 sekundy GPS zapisuje nasze położenie z prawdopodobnym błędem kilku metrów i na tej podstawie szacuje tempo chwilowe.

GPS a tempo chwilowe

Jak GPS szacuje tempo chwilowe? Na podstawie dystansu jaki pokonaliśmy w ciągu ostatniego odcinka czasowego – czyli 4 sekund. Wyobraźmy sobie jednak, co się dzieje gdy mamy trzy obiekty poruszające się z zupełnie skrajnymi prędkościami. Początkującego biegacza truchtającego powoli w tempie 7 min/km, szybkobiegacza wymiatacza biegnącego w tempie np 3:30 min/km i samochód jadący w tempie 1 min/km (czyli z prędkością 60 km/h).

Biegacz wolny Biegacz szybki Samochód
(60 km/h)
tempo [min/km] 7:00 3:30 1:00
metrów na sekundę [m] 2,38 4,76 16,67
metrów w ciągu 4 sekund [m] 9,52 19,05 66,67
1 błąd pomiaru GPS – 5 metrów mniej zmierzonych w ciągu ostatnich 4 sekund [m] 4,52 14,05 61,67
Wynikające tempo chwilowe [min/km] 14:45 4:44 1:05
2 błąd pomiaru GPS – 5 metrów więcej zmierzonych w ciągu ostatnich 4 sekund [m] 14,52 24,05 71,67
Teoretyczne tempo chwilowe [min/km] 4:35 2:46 0:56
Błąd względny 73% 28% 8%

Dla tych, którzy lubią słowną interpretację tabeli: widać, że biegacz poruszający się w tempie 7 min/km może zobaczyć wskazania tempa chwilowego – czasami 14:45 a czasem 4:35. Biegacz biegnący w tempie 3:30 zobaczy czasem 4:44 a czasem 2:46, samochód jadący w tempie 1:00 zobaczy 1:05 lub 0:56.

Jak widać, w przypadku obiektów poruszających się powoli, wskazania tempa chwilowego mogą być absurdalne. Chyba, że…..

Obróbka danych przez zegarek z GPS

Producenci zegarków z GPS szybko zrozumieli, że jeśli tempo chwilowe ma mieć dla biegacza jakieś zastosowanie muszą użyć jakieś algorytmy wygładzające. Dobrym przykładem jest tutaj ostatni produkt Nike. W poprzedniej wersji, przed upgradem oprogramowania, zegarek ten podawał wskazania tempa chwilowego wprost, wg mnie bez żadnej obróbki. Teraz sytuacja znacznie się poprawiła, jednak kosztem bezwładności wskazania. To znaczy właściwe wskazanie tempa chwilowego ukazuje się z pewnym opóźnieniem, kiedy wg zaszytych algorytmów biegacz pokona już przynajmniej 30 sekund stałym tempem.

tempochwilowe 540 2

Rozwiązania

Dokładność wskazania naszej pozycji przez GPS to na razie zazwyczaj te kilka metrów. Czyli bez jakichś dodatkowych „patentów” trudno jest zapewnić dokładność tempa chwilowego wolno poruszającego się obiektu. Skąd bowiem zegarek ma wiedzieć, czy obiekt poruszył się te 5 m czy to tylko niedokładność GPS? Tutaj z pomocą mogą przyjść rozwiązania spoza GPS, czyli znane od dawna czujniki bezwładnościowe, a raczej sama technologia bezwładnościowa. Łącząc jej użycie z GPS można stwierdzić, czy rzeczywiście obiekt wykonał jakiś ruch. Firmy jednak strzegą swoich sekretów, jakich algorytmów używają, bo właśnie z takich „niuansów” wynikają przewagi konkretnego urządzenia. W tym momencie po raz pierwszy marka Suunto postanowiła użyć opisu zastosowanego rozwiązania jako marketingowego narzędzia. Czyli ogłosić, że nowo wprowadzany Suunto Ambit (notabane do biegania nie wydaje się być jakoś szczególnie dobry) łączy technologię GPS z technologią bezwładnościową, mimo, że wydaje się, że inni producenci robią to już od jakiegoś czasu ale o tym nie mówią.

Krótki test

Postanowiliśmy sprawdzić jak zachowują się zegarki w następującym teście.

Film z planu testów. Oczywiście można takie testy wykonać jadąc samochodem ale nie mają one biegowego klimatu 🙂

Wykonujemy bardzo powolny trucht, zegarek pokazuje tempo około 12min/km. Nagle bardzo ostro ruszamy rozwijając tempo poniżej 3 min/km. I patrzymy ile czasu zajmie naszemu zegarkowi dojście do bieżącego tempa (czyli tester musi być w stanie przez kilkadziesiąt minut biec w tempie 3 min/km lub szybciej). W powyższym filmie to były tylko przymiarki do zasadniczego testu, rozpoznanie modeli na odcinku krótszym niż 30 sekund.

Poniżej podajemy: Nazwę zegarka, zdjęcie, cenę i ostatni parametr – czyli po ilu sekundach zegarek osiąga bieżące tempo po nagłym zrywie.

 Nike + GPS
Timex Run Trainer GPS
Garmin Forerunner 610
Polar RCX 5
Garmin Forerunner 910
 799 zł 1099 zł 1425 zł 1425 zł 1990 zł
30 s 30 s 30 s 6 s 1-2 s
zegarki porownanie

Podsumowanie.

Wybraliśmy zegarki, które uważamy za dobre (po listopadowej poprawce oprogramowania Nike+ Sport Watch jest dobrym zegarkiem), ten test nie zmienił naszego o nich zdania. Każdy z nich ma swoje zalety. 30 sekund bezwładności to norma, z którą biegaczowi da się żyć bardzo dobrze, sytuacje, w których nasz trening wymaga bardzo dokładnego wskazania tempa chwilowego są jednak rzadkie (np krótkie interwały). Wtedy, jeśli to jest dla nas niezbędne – pozostaje np: Polar RCX5: 6 s to znakomity wynik. A to co prezentuje Forerunner 910 to jest absolutna magia, jeśliby przyjąć, że jest osiągnięte tylko przez wykorzystanie technologii GPS. Mamy podejrzenia, że Forerunner 910 nie chwaląc się tym, korzysta także z technologii inercyjnej. W końcu posiada chyba wbudowany czujnik inercyjny, który służy mu choćby do pomiaru liczby ruchów ramion pływaka. Na testy czekają jeszcze Suunto AMBIT i Polar RCX3, choć ten drugi bazuje na
tym samym module GPS co RCX5 więc spodziewamy się podobnego wyniku.