GPS præcision i løbe- / multisporture – test og sammenligning

I løbekredse snakker alle om det, med hvilken præcision måler løbe- / multisporture distancen når vi træner eller deltager i konkurrencer – jeg har taget et kig på sagerne, testet det og sammenligner i denne post en stribe populære ure fra Suunto, Garmin og TomTom.

Først og fremmest er det i min optik relevant at kigge på hvordan GPS, eller Global Positioning System fungerer i hovedtræk. Herved opnås en sund respekt for hvordan den temmelig gode præcision kan lade sig gøre.

Baggrund
Global Positioning System blev udviklet for det amerikanske forsvar i 1970’erne og blev fuldt operationelt til militært brug i 1995. Fra starten havde man fra amerikansk side sikret sig den militære fordel og kodet signalerne sådan at civile brugere oplevede en dårligere præcision end militære modtagere. I maj 2000 ophørte kodningen af signalet på initiativ fra det amerikanske forsvarsministerium eftersom militæret igennem en årrække havde udviklet nye metoder til at scramble GPS signalet for civile modtagere i kampområder og fordi en lang række civile industrier var blevet dybt afhængige af GPS.

Global Positioning System undergår konstant modernisering og opgradering hvorved præcisionen og tilgængeligheden forbedres – det samme gælder GPS modtagerne hvadenten det gælder løbeure, udstyr til bil- båd- eller fly navigation, eller “bare” GPS modtageren i din iPhone. Systemet startede med 24 aktive satellitter og har nu 32 stk. i kredsløb om jorden.

Teknik
En GPS modtager (læs: dit løbeur, cykelcomputer eller iPhone) beregner sin position ved at time signaler udsendt fra GPS satellitterne i kredsløb cirka 19.000 kilometer over jordens overflade. Signalerne fra GPS systemet indeholder:

– tidspunkt for afsendelse af signalet
– satellittens position i rummet på dette tidspunkt

Ud fra disse to informationer beregner modtageren (som jo typisk er noget mindre end en tændstikæske) sin afstand til satellitten. Hvis modtageren kan se 4 eller flere satellitter kan der beregnes en positions angivelse med en stor grad af præcision. Når modtageren har beregnet to eller flere positioner kan den begynde at regne på fart og bevægelsesretning – hvilket betyder en lille forsinkelse i visning af disse informationer.

Visualisering af hvordan konstellationen af GPS satellitter bevæger sig i forhold til jordens bevægelse. Kilde: wikipedia
Visualisering af hvordan konstellationen af GPS satellitter bevæger sig i forhold til jordens bevægelse. Kilde: wikipedia

GPS modtagere, teknik
De første militære GPS modtagere vejede omkring 25 kilo (flashback til de første mobil telefoner anyone?) indtil et stort anlagt projekt som handlede om at bygge en miniature modtager i 1991 kulminerede med en modtager på 1,5 kilo som det pludselig var praktisk at anvende udenfor et køretøj. Herfra er udviklingen gået hurtigt og min pt. letteste modtager (Garmin Forerunner 15) vejer kun 35 gram.

Nyeste kombinerede aktivitets tracker og GPS løbeur, Forerunner 15 fra Garmin.
Nyeste kombinerede aktivitets tracker og GPS løbeur, Forerunner 15 fra Garmin.

Nyeste grej og teknik
Jeg har i denne blog valgt at fokusere på de nyeste GPS løbe- / multisporture som jeg har adgang til p.t. Fælles for en del af disse er at de tilbyder satellit precaching hvilket giver en hurtigere opstartstid og eliminerer en del af den velkendte “GPS dans” man oplever foran mange løbeklubber hvor flokke af mennesker iklædt farverigt lycra “danser” rundt med den ene arm i vejret for at fange GPS signalet. (lad mig i den sammenhæng afsløre at den ene meter fra eller til nok ikke gør den store forskel i det store billede hvor der er godt 19.000 kilometer ud til afsenderen af signalet. )

Satellit precaching fungerer på den måde at uret ved kontakt med fabrikantens website (typisk ved upload af træningsdata) downloader en kalenderfil indeholdende positionsdata for alle GPS satellitterne en uge frem i tiden. På den måde ved modtageren på forhånd hvilke signaler den skal forvente at modtage hvilket nedsætter koldstartstiden væsentligt. Satellit precaching giver ikke højere præcision, og slet ikke i starten hvor jeg med ure fra alle fabrikater oplever at de melder klar før et solidt signal er fastlåst. Til gengæld slipper man for at stå og fryse i vinterkulden.

De udvalgte ure
En hurtig gennemgang af skufferne frembragte en stribe GPS ure fra forskellige leverandører som jeg fandt relevante at tage med i denne test.

Garmin Forerunner 305 (Garmin lancerede de første Forerunner produkter i 2003, men det var først med Forerunner 205/305 modellerne som ramte markedet i 2006 at brugerne for alvor tog GPS teknologien til sig i løbemiljøet. Forerunner 305 er med i testen for at se om den kan klare sig mod nyere, dyrere og smartere konkurrenter.)
Garmin Forerunner 620
TomTom Cardio Runner (Cardio Runner er en videreudvikling af TomTom Runner som udover de normale løbeurs funktioner giver mulighed for optisk pulsmåling direkte indbygget i uret. Tak til Pulsure.dk for venligt udlån af uret.
Garmin Forerunner 910XT
Suunto Ambit 2R (Den løbespecifikke model i Ambit 2 serien)
Garmin fënix 2

Fra venstre mod højre: Garmin Forunner 305, 620, TomTom Cardio Runner, Garmin Forerunner 910XT, Suunto Ambit 2R, Garmin fënix 2
Fra venstre mod højre: Garmin Forunner 305, 620, TomTom Cardio Runner, Garmin Forerunner 910XT, Suunto Ambit 2R, Garmin fënix 2

Målet med testen
Mit formål med denne sammenligning af løbe- og multisporture har ikke så meget været at udstille forskellene som at vise hvor små marginaler det egentlig drejer sig om så fokus istedet kan være på de relevante forskelle som kan “make or break” et langvarigt forhold til et lækkert stykke elektronik.  Med denne type grej kan man teste til man ikke gider mere og så vælge de data som er mest favorable for det produkt man helst ser vinde og så er den lukket af. Jeg har taget en lidt anden tilgang, inspireret af den hverdag vi alle sammen lever i hvor grejet skal fungere og levere varen hver gang. Derfor finder du ikke mange gentagne tests (max 3 gentagelser) og alle data bliver lagt på bordet. Skulle nogen have lyst til selv at rode med mine datafiler kommer der her et link til download af disse.

Metodik
Alle urene blev inden testen opdateret med nyeste software fra leverandøren og synkroniseret med leverandørens site for download af satellit precache data. Herefter blev urene spændt på min forlængede arm og tændt udendørs. Efter cirka 15 minutter startede første test gennemløb. Test segmenterne, med undtagelse af #2 og #4, var forinden blevet opmålt og kontrolopmålt med et opmålingshjul.

Opmåling med hjul.
Opmåling med hjul.

Test segment #1
En helt traditionel udfordring for GPS løbeure er en lang tunnel, dette kan give afvigelser, sjove udsving på sporet og mærkelige fartvisninger. I værste fald kan signalet helt tabes af modtageren.

Jeg havde valgt en forholdsvis lang tunnel som ligger dybt under en 6 sporet motorvej. På begge sider er terrænnet åbent med buske og mindre træer.

Segment 1.1, tunnellen set fra vest mod øst.
Segment 1.1, tunnellen set fra vest mod øst.
Segment 1.2, tunnelen set fra øst mod vest.
Segment 1.2, tunnelen set fra øst mod vest.

På dette segment gennemførte jeg tre gennemløb, først fra vest mod øst, så omvendt og sidst en ud og hjem tur for at få dobbelt distance og påvirkning fra tunnellen på en kort distance.

Data og % afvigelse for segment 1.
Data og % afvigelse for segment 1.

Nedenstående skærmdump viser et rigtig godt eksempel på hvordan en lang tunnel kan drille GPS modtagelsen. Bemærk den store bue til højre for motorvejen og bemærk de to dyk i tempokurven som passer med passage af tunnellen.

Godt eksempel på hvordan en tunnel kan drille GPS modtagelsen.
Godt eksempel på hvordan en tunnel kan drille GPS modtagelsen.

Test segment #2
Transport stykke fra første test til anden test. Turen går gennem åbent terræn med spredte træer samt 3 tunneller under hhv. motorveje og jernbane. Formålet var at se hvilken spredning urene ville vise over en lidt længere distance. Gennemsnittet for alle 6 ure var 3430 meter.

Data og % afvigelse for segment 2.
Data og % afvigelse for segment 2.

Test segment #3
Langt lige stykke vej med allé træer til den ene side og et plans parcelhuse til den anden side. Her løber jeg mine 800 meter intervaller.

God bred cykelsti med allé træer på den ene side og lave parcelhuse på den anden side.

God bred cykelsti med allé træer på den ene side og lave parcelhuse på den anden side.

På dette segment gennemførte jeg tre gennemløb, først fra øst mod vest, så omvendt og sidst fra øst mod vest igen.

Data og % afvigelse for segment 3.
Data og % afvigelse for segment 3.

Test segment #4
På atletikbanen oplever mange brugere at deres GPS løbeur ikke er enige med antallet af omgange der løbes. Årsagen skal findes i den måde som uret måler distance på og i den helt kontante afregning når det er så nemt at holde øje med distancen. Min test viser dog at GPS ure udemærket kan benyttes på banen også.

Løb på bane kan grundet de mange kurver og den måde GPS modtageren beregner data på give en vis fejlvisning.
Løb på bane kan grundet de mange kurver og den måde GPS modtageren beregner data på give en vis fejlvisning.

På banen løb jeg først en enkelt omgang, altså 400 meter, dernæst to omgange, 800 meter. Alle omgange blev løbet i inderste spor.

Data og % afvigelse for segment 4.
Data og % afvigelse for segment 4.
På banen med GPS løbeur.
På banen med GPS løbeur.

Samlede data
Hvilket ur er så “bedst” i diciplinen? Det afhænger af det enkelte scenarie. Jeg har her ikke testet single trail i skoven og andre typer udfordringer, det kommer på et senere tidspunkt. For at hjælpe dig lidt videre har jeg nedenfor samlet data for de enkelte ure, men husk at det med præcisionen kun er et af en hel række væsentlige parametre ved valg af ur. Generelt kan man sige at alle urene gennemsnitligt ligger indenfor de 2-3% afvigelse som producenterne opgiver på deres hjemmesider, så der er ingen som er dumpet.

Skal jeg fremhæve et enkelt produkt så må det være Forerunner 305 som trods en vis alder stadig hænger på feltet og leverer præcise målinger.

Er der et ur som måske falder lidt igennem på de rå tal, så er det mit eget foretrukne ur, Garmin fënix 2. Det er dog ikke noget jeg selv oplever i det daglige, og på segment 2, løbeturen på 3430 meter rammer den stadig kun 0,9% ved siden af.

Garmin fënix 2
Garmin fënix 2

 

Garmin Forerunner 305
Garmin Forerunner 305

 

Garmin Forerunner 620
Garmin Forerunner 620

 

Garmin Forerunner 910XT
Garmin Forerunner 910XT

 

Suunto Ambit 2R
Suunto Ambit 2R

 

TomTom Cardio Runner
TomTom Cardio Runner

 

Gode råd til bedst mulig GPS performance
1.: Vent med at løbe til modtageren har låst et ordentligt signal. GPS precaching har ikke nogen positiv indflydelse på den absolutte præcision. Jeg oplever, uanset producent, at få bedre præcision ved at vente ½ til 1 minut efter uret melder klar.

2.: Forsøg at opholde dig et sted med godt udsyn til himlen når du starter dit ur. Modtageren skal kunne “se” så meget himmel som muligt. Det giver det bedste resultat.

3.: Opdater dit ur. Sammen med de nyeste software opdateringer ligger der ofte opdateringer til GPS modulet som påvirker præcisionen. Det er værd at få det med.

4.: Soft reset kan løse problemer hvis du oplever store variationer på distancen i forhold til dine løbekammerater. En soft reset svarer til at reboote din pc (eller din Mac, bare ikke så ofte) og kan kurere mange små issues. Soft reset sletter ikke dine brugerdata og træningsfiler, men fjerner blandt andet eventuelle dårlige informationer i satellit cachen. Tjek manualen eller Google, så finder du en Youtube video som kan hjælpe dig videre.

5.: Husk at GPS ure kun er vejledende – også i forhold til opmålte distancer i konkurrencer osv.

Har du kommentarer, spørgsmål eller andet, så fang mig på en af de mange muligheder øverst til højre på siden.

Iøvrigt, hvis du synes om denne artikel, så har du måske også lyst til at læse min artikel om optimering af batterilevetiden på GPS ure som du finder her.

16 tanker om "GPS præcision i løbe- / multisporture – test og sammenligning"

  1. Hej Knut;

    En meget fin objektiv “analyse” som dog mangler lidt. Jeg ved ikke lige hvor mange som løber gennem en tunnel på deres ture, så jeg vil vente med spænding på et kommende skriv på en ganske almindelig skov løbe tur og en asfalt tur med varieret terræn som os “almindelige” løbere møder. Samtidig med den viden du har ville jeg være meget taknemmelig (kunne sikkert finde svar på nettet) om du kan sige forklare hvorfor stort set alle gps ure finder sattelitter hurtigere i starten frem for nogle måneder efter de har været i brug? Så trods en reset er mit ur stadigvæk flere minutter om at lokalisere en sattelit og det skyldes ikke jeg har været på rejse og brugt mit ur!

    1. Tak for din kommentar Henrik, jeg er enig i at jeg ikke er helt i mål med “analysen” som jo iøvrigt altid vil vise et øjebliksbillede af urenes performance ved en bestemt konstellation af satellitter. Der er flere årsager til at jeg tester som jeg gør.

      Tunneller er slemme til at drille GPS modtagerne – og ihvertfald her hvor jeg bor løber jeg gennem en eller flere af disse på 90% af mine ture. Derfor finder jeg det ganske relevant – også for at presse urene lidt. Samtidig har den specifikke teststrækning en klart defineret start og slut markering som er nemme at huske og finde igen, og sidst, så er det en overskuelig strækning at måle op med et målehjul.

      Jeg er enig i at en længere opmålt tur i varieret terræn er en god ide, og det forventer jeg kommer med i næste revision som også indeholder Polar V800 uret. Jeg har fundet en DAF opmålt strækning ved Bagsværd Sø som er egnet til formålet.

      Jeg oplever ikke selv det fænomen du beskriver overhovedet, hvilket ur bruger du?

        1. Jeg oplever det samme med min Garmin 310, som også tager længere og længere tid om at fange gps og væsentlig længere end Garmin 800 eller endomondo.

  2. Hej Knut

    Fin og oplysende test du har lavet.
    Jeg har et Ambit2 der oplever jeg en stor unøjagtighed
    ved udendørssvømning. Andre som anvender Garmin 910
    har det samme antal svømmede meter mit Ambit2 aviger med ca 20%
    Er godt klar over at sattelitmodtagen under vand er ringe.
    Umiddelbart ser Garmin 910 ud til at være mest nøjagtig eller??

    Mvh
    Henrik

    1. Hej Henrik,

      Tak!

      Jeg svømmer desværre ikke rigtig, så der er jeg svar skyldig fordi jeg ikke har reelle data til rådighed. For bedst mulig signal er anbefalingen at smide dit ur under badehætten da det så vil være over vandet det meste af tiden.

      /Knut

  3. Hej Knut,

    Du skriver at Garmin fenix er dit foretrukne ur. Sådan et har jeg også, men er ved at være godt træt af det, fordi det er temmelig ustabilt og ofte “fryser” med tab af data til følge. Jeg har lige opdateret til nyeste firmware, hvilket ikke har løst problemet. Har du kendskab til dette problem og hvordan man evt kan løse det? Bedste hilsner, Benjamin

  4. Hej Igen,

    Tog lige sagen i egen hånd omkring den langsomme kontakt til sattelitterne… det skyldes formentlig at man ikke jævnligt laver opdateringer af sit ur og dermed får alle de nyeste indstillinger med.

    Jeg selv bruger blot min data på uret og oplader direkte fra stik til ur og dermed kommer jeg kun meget sjældent i kontakt med nye opdateringer. Det er selvsagt noget jeg nu vil ændre på og se om det ikke gør en forskel men det skulle det siger de kloge eksperter på området. Så håber det var brugbar info for andre end blot mig!

    1. Hej Henrik,

      Altid godt at tage sagen i egen hånd. Jeg arbejder fortsat med at få nogle konkrete svar til dig ud fra spørgsmålet som gik på hvorfor

      “stort set alle gps ure finder sattelitter hurtigere i starten frem for nogle måneder efter de har været i brug?”

      Selvom jeg naturligvis er enig i at en eventuel ny software i uret kan hjælpe på hastigheden hvormed uret finder satellitter, så forholder jeg mig kritisk til at det skulle udgøre sandheden i denne situation hvor du oplever at hastigheden “sander til” efter nogle måneders brug. Der er grundlæggende to typer software vi snakker om:

      1.: styre software / firmware – her kan der naturligvis tweakes på hastighederne hvormed satellitsignalerne låses fast – det kan gøres på mange måder, blandt andet ved at tillade at uret melder klar ved en ringere signalpræcision end tidligere.

      2.: satellit position preload / caching – her downloades via kabel/WIFI/Bluetooth en art almanak som indeholder GPS satellitternes positioner typisk 7 dage frem. Dette gør at uret hurtigere er i stand til at beregne en tilstrækkelig præcis position til at kunne melde klar. Dette dog kun i op til 7 dage fra download, herfra er det igen “kold” søgning.

      Nummer et, altså firmware, har jeg kun oplevet give ændringer hvis der generelt er problemer med en serie ure.

      Nummer to er en helt klar fordel, og både Ambit serien, Forerunner 220/620, fënix, fënix 2 og TomTom Runner produkterne benytter denne type precaching af satellit positioner.

      Igen, set fra min stol er det ingen af de ovenstående som har indflydelse på dit oprindelige spørgsmål eftersom du har oplevet det med både Forerunner 305 (som ikke understøtter pre caching) og dit Ambit ur. Du vil dog klart opleve en stor forbedring ved jævnligt (en gang om ugen minimum) at koble dit ur til computeren og synkronisere det med Movescount, så det vil jeg naturligvis også anbefale.

      Jeg vender tilbage når jeg ved mere. 🙂

  5. Hej Knut.

    Har lige læst din anmeldelse, og har et spørgsmål under emnet. Har du nogle erfaringer med at løbe med iphone og en dertilhørende “Nike løbe app”?
    Har lige købt et Polar M400 ur, og når jeg sammenligner data fra iphone og løbeuret afviger de fra hinanden. Har du en ide om, hvad der er mest præcis? Opmåling af rute og pace fra iphone eller Polar M400? 🙂
    På forhånd mange tak, hvis du finder tid til at svare.

    Mvh. Pernille

      1. Min Iphone har målt følgende: 2,42 km med 4’34 i pace, hvor M400 har målt 2,28 km med 4’53.

        Jeg starter min rute i mellem høje bygninger, kan det være svært for uret at finde et GPS signal?

        1. Kan være svært for begge enheder. Svært at sige hvem som har ret uden at kigge på sporet fra både din iPhone og dit Polar ur. Umiddelbart ville jeg stole på uret, men du kan jo kontrolopmåle med en af rute opmålingsværktøjerne, eks I forms.

          1. Jeg undersøger det nærmere med opmåling, og ellers stoler jeg på den “værste” tid. Hellere blive glædeligt overrasket, end det modsatte, når det gælder ;).

            Tak for svar!

Skriv et svar til Pernille Høy Annuller svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *