跑步GPS轨迹经常飘？要是用咱们的北斗，会好吗

　　来源：慧跑
　　记录距离、配速是跑者跑步的基本需求，无论是拿着手机跑步，还是戴着运动手表或者运动手环跑步，手机或者智能穿戴里的定位模块，都可以测量出你移动的距离，再根据时间就可以计算出你的配速了。
　　可是为什么记录的跑步距离常常会产生偏差，不是多就是少，误差小则达到一两百米，甚至多达七八百米都有可能，而描计出来的GPS轨迹往往也七零八落，这就是跑者俗称的GPS又＂飘＂了。
　　01
　　定位的基本原理
　　常常将定位叫GPS定位，GPS是全球定位系统GlobalPositioningSystem的简称。
　　其实GPS专指美国于70年代开始建设，1994年全面建成，在全球范围内应用最广历史最悠久的定位系统，除了美国GPS，还有我国北斗、俄罗斯Glonass（格洛纳斯）、欧洲Galileo（伽利略），一起统称全球四大卫星导航定位系统。
　　所以真正的全球卫星导航定位英文是GlobalNavigation SatelliteSystem，简称GNSS。
　　只不过美国GPS率先应用，美国先占有了这个名词，所以我们就常常把定位称为GPS定位，真正的准确说法应该是GNSS定位。
　　GPS定位需要通过四颗已知位置的卫星来确定GPS接收器的位置，根据空间解析几何，理论上只需要测出3颗卫星到地面点的距离就可以确定该点的三维坐标了（x，y，z）；
　　第四颗星是用来校准时间误差的，卫星上的授时时间计算是用原子钟这种极度精确的方式来实现的，因此至少需要观测4颗卫星才能计算出你的位置。
　　02
　　为什么手表GPS定位慢，跑步APP定位快？
　　跑者有没有发现这样一种现象，如果你戴着手表跑步，跑步时启动手表的开始记录功能，往往需要延迟一段时间才能显示有GPS信号，这大概就是启动GPS模块搜索卫星的过程。
　　那为什么用手机上的跑步APP或者用百度地图APP导航，往往很快就能显示定位呢？
　　运动圈分享 来自咕咚跑友@Mx78
　　这里面的原因其实还是蛮复杂的，跑步app或者百度地图使用的是锁定道路的算法，它可以根据道路情况修正偏离的定位信息使之定位在目前的道路上。
　　因为通常情况下，你毕竟一般都会在道路上跑步或者开车，即便在公园或者绿道上跑步，也是在道路上，并且机动车一般都是在道路中间行驶，拥有比较开阔的天顶空间，可以接收到较多的卫星信号。
　　而我们带着手表跑步就不同了，手表的天顶范围比较小，能接收到的信号不如车载导航，并且很多手表中又没有附近道路的定位信息，无法锁定至附近道路，只能存储实际接收到的经纬度及高度坐标，这样就容易出现＂上房下河＂的现象了。
　　以佳明为手表为例，细心的跑者有没有发现，将手表中的数据同步到佳明Connect中之后，有个地图匹配选项，如果不选这个选项，跑的线路往往就不在道路上，而如果匹配了地图，那么基本上就能显示你正确的跑步轨迹，这就是所谓锁定道路。
　　锁定道路本质上就是一种修正位置和距离的算法，修正越好，那么就意味着你的手表＂飘＂得越少。
　　这也是为什么尽管携带手机跑步不方便，但跑步APP定位却丝毫不输于跑步手表的原因所在，一个锁定道路地理信息，一个没有锁定，但现在也有手表内置了地图比如佳明945。
　　03
　　为什么跑步时，GPS轨迹时长与跑步距离测量不够精确？
　　GPS定位的精度是受到很多因素影响的。
　　首先，GPS全球定位系统最早是美国为军事目的而建立的，后来开放供民间使用。美国为军用和民用安排了不同的频段，军用频段精度可达1米，而民用GPS理论精度只有10米左右。
　　更为尴尬的是，美国在90代中期为了自身的安全考虑，在民用卫星信号上加入了SA(SelectiveAvailability)，进行人为扰码，这使得一般民用GPS接收机的精度只有100米左右。
　　2000年SA干扰被取消，全球的民用GPS接收机的定位精度在一夜之间提高了许多，大部分的情况下可以获得10米左右的定位精度。
　　美国之所以停止执行SA政策，是由于美国军方已经不再需要＂欺骗某人，而让所有人都被欺骗＂，美军已经开发出新技术，可以随时降低对美国存在威胁地区的民用GPS精度；
　　这也是我国为什么要建设自己的北斗导航系统的核心原因，拥有自己的导航定位系统对于国家安全是绝对重要的。
　　可以想象在军事上如果我们使用的是GPS定位，那么真正到了非常时期，一切定位位置都是不准确甚至错误的，自己的导弹发射出去打不到敌人，打到自己人这种可能性是完全存在的。
　　回到话题，本身民用级GPS精度就是10米，所以田径场一圈是400米这肯定是定值，你跑了一圈，跑表显示是390米或者410米这是完全正常的，这不是你的手表的问题而是GPS本身精度的问题。
　　接下来我们要说说GPS定位产生偏差的原因有哪些？
　　产生误差的原因有很多，比如卫星信号在穿越地球大气层的时候有大气延迟效应、电磁波经如高楼大厦反射多次后的多径效应、卫星星历误差、卫星和接收器的时钟误差以及相对论效应等等。这些误差造成定位精度差不多就是10-40米。
　　举例来说，你站在原地站着不动保持5分钟，你的位移是零，而实际上5分钟后，GPS定位漂移的关系，可能显示了移动了十几米，而且轨迹覆盖近乎是球状的。
　　对于跑者而言，定位以及距离测量受到干扰的常见原因有这样一些：
　　下雨天，空气中水分多，影响了信号的传输。
　　夏季雨多潮湿，再加之高温蒸发，使得空气中的水分变多，从而影响GPS信号的传输。
　　在一些高层建筑物密集的地方，或者地下建筑，如地下停车场、地下商场、地铁、隧道等，由于受到墙体的遮挡折射，信号误差增大，另外室内信号衰减较大，所以造成定位不精准。
　　这是为什么很多跑者发现在高层小区绿道上跑步轨迹和距离都非常不准的重要原因。
　　跑步方式以及软件算法也会影响到精度，跑者有没有发现如果沿着直线跑步，一般比较精确，如果反复拐弯那么GPS轨迹误差就是开始增加。
　　另外，GPS并不是连续地检查它们的位置，间隔的几秒钟、20秒甚至更长检查一次位置，都可能会造成记录不准，厂家会采用轨迹差值算法来弥补其测量不准的问题。
　　04
　　手表GPS真的准确吗？
　　经常有跑者反映自己的手表GPS＂飘＂得厉害，有的则说记录还蛮准的，那么不同手表真的有那么大差距吗？
　　如果你的手表回回跑步GPS运动轨迹和距离测量误差都很大，那么真的是买错表了。
　　如果只是偶尔＂飘＂，那么就问题不大，正如前文所说，GPS定位不精准受到很多因素影响，如果你跑步时穿过一长段隧道，或者在高楼大厦附近跑，那么偶尔出现测量不准也是正常现象。
　　小编印象中，在2019年南京马拉松比赛经过长江路附近时，GPS就出现了问题，明明只跑了五六百米，手表提示已经到1公里了，事后问其他跑者，不少跑者在经过长江路附近时都发生了这种情况，可能跟长江路高楼较多或者电磁干扰有关。
　　如果一款手表应用了多种定位系统，比如松拓某些款型手表就同时采用了GPS和Glonass卫星导航，高驰也采用了北斗、GPS和Glonass三星定位、这样将几种导航系统的定位联合进行对比校准，那么测量精度就会提高。
　　手表应用多种导航系统是未来的发展趋势，多种导航系统叠加不是说应用了几种定位模块，而是相互兼容，所以并不会由于产品本身硬件数量增加导致变厚变重等等，这点大家大可放心。
　　另外，有的可穿戴设备，主要是手环，并没有GPS模块，那么这样的手环是如何测量跑步距离的呢？
　　这类手环主要通过加速度传感器原理，通过你摆臂的幅度频率等参数计算距离，所以从原理上说，其精度可能不如GPS，但对于多数要求没那么高的普通民众来说，其测量里程的精度也够用了。
　　05
　　未来北斗导航能提高跑表测量精度吗？
　　北斗导航定位系统历时了一代、二代、三代的发展，昨天投入使用的北斗导航系统从准确上时说，应该是北斗3号系统。
　　今年我国入网的智能手机中70%都支持北斗导航系统，未来越来越多的硬件包括可穿戴肯定都会支持北斗系统，那么北斗系统会比GPS更精确吗？
　　GPS定位系统由24颗GPS工作卫星所组成，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为备用卫星。
　　而北斗导航系统卫星数量有40多颗，从理论上说，卫星越多，定位精度越高，随着系统建成开通，在全球范围内，任意区域、任意时刻可见卫星达到了8颗以上，北斗系统的星座可用性就能达到100%。
　　根据北斗卫星导航系统发展报告公布的参数，北斗系统定位导航授时服务性能方面，定位精度为水平10米、高程10米，看起来和GPS差不多，而实测结果表明，在亚太地区，定位精度水平5米、高程5米。
　　在道路上北斗可以使用的精度可以达到亚米级的0.5米左右。
　　所以，我们有理由相信，未来跑步手表精度在北斗加持下，能更加精准。
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　　总结
　　虽然民用GPS定位精度有限，所以GPS出现一定的测量精度误差是正常现象，应用多种导航系统，特别是北斗导航系统的加持，加之跑表GPS轨迹差值算法优化等等，未来跑步手表的定位和测距精度也许还能进一步提升。