A hajósebesség mérés pontossága

Ecsedi Ákos
2015-03-23 00:00:00
A hajósebesség mérés pontossága A megelőzőkben több egyszerűsítő feltételezést tettünk. A bemutatott szenzorok közül, mint pl. az impeller vagy GPS  valójában egyik sem méri a  sebességet közvetlenül. Az impeller forgást mér. Ha már tudjuk, hogy a hajó hány métert tesz meg fordulatonként, a távolságból és az időből  ki tudjuk számolni a sebességet.

A hajósebesség mérés pontossága

A megelőzőkben több egyszerűsítő feltételezést tettünk. A bemutatott szenzorok közül, mint pl. az impeller vagy GPS  valójában egyik sem méri a  sebességet közvetlenül. Az impeller forgást mér. Ha már tudjuk, hogy a hajó hány métert tesz meg fordulatonként, a távolságból és az időből  ki tudjuk számolni a sebességet. Hasonló a helyzet a GPS esetében, amely tárolja a távolságot a pozíciók között és elosztja az eltelt idővel. Mivel ezek a számítások egyszerűek, hatékony lehetne a sebesség számítása. A probléma csak az, hogy a pozíciómérés pontatlanságából eredő szórást  az idővel való osztás tovább növeli annál jobban, minél rövidebb időközöket választunk. A mérésünk zajos lesz , a pillanatnyi sebességértékek szórni fognak. Hogy mennyire az a pozíciómérés pontatlanságától függ… 

A kalibrált  impeller ( mérőpropeller ) esetében pozíció mérésben irodalmi adatok szerint 1-2% pontosságra számíthatunk. Ezzel a csapásonkénti mérésre visszavezetve, 10 m csapáshossz esetén, kb. 10 cm pontatlanság várható.  Ez a távolság mérésben  9,8  és 10,2 m  közé eső értéket jelent. 3 sec  csapásidőt  feltételezve  a mért sebességünk  3,26  és  3,4 m/sec között lesz 3,33 m/sec helyett

A legtöbb  GPS  kb. 2m pontosságot tud elérni a legjobb esetben. Az előző kalkulációt megismételve, 10 méter helyett 6 és 14 m közé eső értéket fogunk mérni, ez pedig a 3 sec futamidő alatt 4,7 és 2 m/sec közötti sebességet jelent, 3,33 m/sec helyett. Az eredmény magáért beszél… És ez az állóvizen is így van… 

A másik kérdés, a GPS rendszer ritka mintavételezése, ami azt jelenti, hogy másodpercenként mindösszesen  5-10 pozíció mérést tud végezni, szemben az impelleres típus 100 mérésével. Ez a tény  megnehezíti, hogy pontosan akkor mérjen pozíciót, amikor a csapás kezdődik vagy végződik

Az említett hibák miatt a véletlenszerűen ugráló sebességértékek elsimítására a legtöbb GPS alapú rendszer smoothing ( simító ) szűrőt használ, hogy a mérési zaj minél kevésbé látszon. Ennek a segítségével a kijelzett érték választhatóan  1-10 csapás átlagaként kerül kijezésre. Szerencsétlenül ez a szűrő teszi  a rendszert kevésbé érzékennyé a sebesség változására, és kevésbé informatívvá versenyző és edző számára. 

 

 

   

 

 

 

 Simítás mértékének beállítása a setup menüben 

A GPS rehabilitációja

Fenti eredmények az evezés optimalizálása miatt favorizált  csapásonkénti sebességmérés következményeként adódtak, de mi a helyzet hosszabb távokon ? Az a helyzet, hogy a két mérés fizikájából adódóan az impelleres mérés hibája százalékos, a GPS-é meg fix. Ebből következően az impelleres mérési hibája a távolsággal együtt arányosan nő, míg a GPS a távolságtól függetlenül ugyanazt a fix hibát követi el.  Ez számszerűen úgy néz ki, hogy 2000 méteren az impelleres mérés pozíció hibája ( 1% ) azaz 20 m körüli, szemben a GPS előbb feltételezett 2m körüli hibájával …..

Sebesség méréssel dolgozva

Általánosságban elmondható, hogy természetes vizeken, legyen az álló vagy folyóvíz mindig szembe kell néznünk a kontrollálhatatlan környezeti szél és vízviszonyokkal ami miatt a sebességmérésben gondolkodva, sohasem kapunk térben és időben megbízhatóan összehasonlítható eredményeket. Stabil környezeti viszonyok mellett,  a relatív sebességváltozás mértéke csapásról-csapásra elősegítheti az evezés optimalizálását attól függetlenül, hogy milyen pontossággal dolgozik a rendszer

A sebesség mérés esetében a felhasználónak el kell dönteni, hogy a sebesség a földhöz, vagy a vízhez lesz-e viszonyítva, továbbá megelégszik-e hosszabb szakaszokon mért átlagsebességgel, vagy csapásonkénti visszajelzést akar. Ennek alapján lehet majd dönteni, hogy melyik mérési elrendezést a rögzített földi pozíciókkal dolgozó kényelmes GPS-t, vagy a vízhez viszonyított sebességet mérő impelleres mérőművet választják. Mindkét mérési módszernek megvan a maga  rajongó tábora a helyi környezeti adottságok, elvárások és a kompromisszum készség szerint az  egyéni állásfoglalás helyett beszéljen az alábbi táblázatos összefoglaló ( Dr. Nolte ) .

 

Utószó

Az impeller természetéből fakadóan, kismértékű járulékos ellenállást jelent a hajó futásában és a szennyezett vizek esetén viszonylag hamar elkoszolódhat az algáknak és más típusú szennyeződéseknek köszönhetően. Az okozott közegellenállási növekmény 0,1% a hajó teljes közegellenállásához képest, ami 2000 méteren egy szkiff esetében maximum 0,2 másodperc többletet okoz, míg nagyobb egységeknél ez arányosan csökken .

Léteznek olyan fejlesztések, ahol a GPS rövidtávú pontatlanságát küszöbölik ki ún. fúziós szenzorokkal, azaz több szenzor összeépítésével  ( Rowing in Motion ). Itt a GPS kielégítő közép és hosszútávú pontosságával mért  átlagsebességét kombinálják  a gyorsulásszenzorokkal mért rövidtávú  sebesség ingadozásokkal, de ez már nem smartphone-os történet…

Végül a moduláris, értem alatta igényeknek megfelelően szenzorokkal, telemetriával bővíthető rendszerek vagy pl  NK SeedCoach GPS I –II. felajánlja mindkét sbesség mérést az impelleres és GPS alapút egyaránt, így a felhasználó választására van bízva melyikkel dolgozik. 

Következik a gyorsulásmérés

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tartalomhoz tartozó címkék: hír
blog comments powered by Disqus
HOT product !

 NK Empower mérő tulipán

Mérési lehetőségek : 

  • Vízfogási szög
  • Szabadítási szög 
  • Csapáshossz
  • Effektív csapáshossz
  • Erő
  • Teljesítmény
  • Csapásonkénti munka
  • Átlagmunka csapásonként
Gyártók
NK katalógus

http://www.nkhome.com/pdfs/NK_RowingCatalog_lowRes.pdf

Töltse le legújabb NK katalógusunkat

Legnépszerűbbek
Kestrel Wireless Datablogger

Speed Coach GPS SUP

SpeedCoach SUP ( VO2) mérés