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几款常用徒步GPS软件的比较

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发表于 2016-10-15 22:38:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
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几款常用徒步GPS软件的比较

本文对几款手机GPS软件进行了比较,其实,无论哪款GPS软件都可以在徒步过程中给我们很大的帮助,因此,强烈推荐户外徒步的人都至少选择一款GPS软件安装在手机上,并在户外徒步前熟练使用。根据最终比较的结果,推荐以下两款徒步软件Gaia GPS(收费,中英文)、户外助手(免费,中文),这二款软件都有iPhone版和Android版。

所比较的几款GPS软件为iPhone版本的Gaia GPS、MotionX-GPS、ViewRanger、ramblr、户外助手、六只脚,以及Android版本的ViewRanger、ramblr、户外助手、六只脚。前4款软件是国外开发的,目前使用的人数都不少;后2款软件是国内开发的,在国内的使用人数也是比较多的。本文并没有对软件的UI、交互性、便利性等方面进行评价,主要从软件价格、地图种类和数量、地图的离线和保存、线路规划、轨迹文件分享、轨迹记录等几个方面进行了比较,至于每款GPS软件的具体使用方法,请参照软件附带的说明书、帮助文件以及软件内的常见问题问答等内容。

虽然给每个比较项目都设定了一个分数,但是这个分数是很主观的,每个人的评断标准各不相同,分数仅供参考。并且每个人关心的重点都不一样,假如你最关心地图,那么就选Gaia GPS或者户外助手;假如最关心导航,就选ViewRanger;假如你对价格无所谓,就把这一栏去掉,等等。所以某项评分的高低对一些人有影响,对另外一些人可能没影响。

有兴趣的同学可以参考后面详细的比较过程,同时也可以帮助你更好地理解和选择GPS软件。评测过程很多是推理,因此也可能存在错误,欢迎指正。也欢迎大家提出其他的软件,一起来做更多的比较。

【鉴于对Android系统不熟悉,Android系统下的评测尚没有最终完成】

硬件:iPhone 6 plus + iOS 10.0.2、小米Redmi 3S

最终的结果:
 楼主| 发表于 2016-10-15 22:46:08 | 显示全部楼层

几款常用徒步GPS软件的比较之价格篇

几款常用徒步GPS软件的比较之价格篇

这几款GPS软件中,Gaia GPS和MotionX-GPS是收费软件;ViewRanger和Ramblr软件本身免费,但是下载特定地图需要付费;户外助手和六只脚则完全免费。Gaia GPS iPhone版:CA$27.99。程序内还可以按照月或者年订阅GaiaPro功能,但是标准版功能已经足够,无需购买GaiaPro功能。Gaia GPS Android版:US$25.99。MotionX iPhone版:CA$2.79。ViewRanger和Ramblr的特定地图通常也可以不用,所以按照完全免费来看待。

评分标准:总分10分
软件价格5分:免费5分,CA$9.99及以下 2分,CA$10及以上0分;
软件更新2分:最近6个月(即2016年4月1日后)有更新2分,最近1年有更新1分;
支持语言3分:中文简体、中文繁体和英文各1分;





 楼主| 发表于 2016-10-18 19:45:03 | 显示全部楼层

几款常用徒步GPS软件的比较之地图篇

几款常用徒步GPS软件的比较之地图篇

目前户外GPS软件中比较常用的两个地图系列是OpenStreetMap系列地图和Google /Apple/Bing系列地图。

OpenStreetMap系列地图简称OSM,是自由而且开源的全球地图,OSM以及基于OSM构建的各种地图是户外GPS软件中最常用的地图,种类非常多,包括道路图、交通图、卫星图、地形图等各种图层。例如OCM(OpenCycleMap)地图、Thunderforest公司的各种地图、MapBox公司的各种地图、HikeBike.de地图等都是基于OSM构建的,目前被广泛用于各种GPS软件。不少GPS软件中以各自名字命名的地图其实也是基于OSM构建的,例如MotionX GPS中的MotionX Road和MotionX Terrain、Gaia GPS中的Gaia Topo、Gaia Roadmap、ViewRanger中的ViewRanger Landscape Map、Ramblr的Open maps等。

Google /Apple/Bing地图分别是Google/Apple/Microsoft公司向全球提供的电子地图服务,通常包括道路图、卫星图、道路卫星混合和地形图等四种视图。Google /Apple/Bing地图也是GPS软件中常用的地图之一,但是大多数情况下,仅仅提供在线查看,而不允许离线和存储。

同OSM系列地图相比,Google /Apple/Bing地图在城市道路、城市交通、卫星地图等方面做的更好,但是在地形图、徒步路线等方面做的不够好,并且Google /Apple/Bing的EULA规则也限制了第三方的GPS软件免费下载和存储离线地图,而地形图和离线地图正是户外徒步最需要的,因此对于户外徒步来说,OSM地图更加实用。

OSM地图和Google /Apple/Bing地图都包括包括道路图、交通图、卫星图、地形图等各种图层,相对于道路图、交通图,卫星图和地形图在户外徒步中用的更多。卫星图比较直观,可以直接看到徒步地区的地貌、河流、建筑等,但是卫星图并不是随季节变换而随时变换的,因此有时夏天看到的卫星图是冬天的地貌。

地形图是户外徒步用处最大的地图,也是最重要的地图。地形图也被称作Topo地图(Topographic的缩写),利用等高线对自然、人造的地形特征进行描述,最权威的应该是由政府部门负责制作出版的传统的Topo地图,即国家地形图,例如加拿大自然資源部(Natural Resources Canada, NRCAN)负责制作的加拿大地形图、美国地质调查局(United States Geological Survey, USGS)负责制作的美国地形图等。很多组织和个人也在OSM上构建了很多地形图,例如最著名的OCM,以及Thunderforest公司、MapBox公司提供的各种专门用于户外的地图,还有MotionX Terrain和Gaia Topo地图,绝大多数的徒步路线(甚至包括部分滑雪路线)都已经被标识在这些户外地图上,可以说这是户外地图相比传统Topo地图的最大优势。因此,户外GPS软件的地图功能的最重要一项指标就是能否提供基于OSM构建的可以离线并保存的地形图。

下面的附图是各种不同类型地图的直观表现,选择的区域是大家熟悉的Grouse Mountain地区(包括Grouse Mountain、Dam Mountain、Goat Mountain和Crown Mountain),放大倍数14即比例尺1:35K。











GPS软件开发商使用地图数据通常是需要向地图开发商支付授权费用的,因此任何一款GPS软件初始提供的地图种类总归是有限的。但是,像上面提到的Thunderforest、MapBox、ArcGis等大量的地图开发商,都对个人用户的非商业化应用提供免费的地图服务,只要输入相应的地图服务器地址即URL,就可在线查看地图,并且还可以免费下载和存储离线地图数据。如果GPS软件能提供地图服务器URL扩展功能,让用户自己添加第三方的地图服务器,这样理论上可以无限地增加地图种类,更好地满足用户对特定地图的偏好。所以,是否具有地图扩展功能(即用户自定义地图服务器)也是衡量一款GPS软件的地图功能是否完善的重要组成部分。

各种地图在GPS软件中显示时都可以在一定范围内缩放,其缩放倍数通常在1~22之间。缩放倍数等同于比例尺,缩放倍数14等于比例尺1:35000,15等于1:15000,16等于1:8000,17等于1:4000,18等于1:2000,19等于1:1000,缩放倍数越大即比例尺越大,可以显示的细节就越多。缩放倍数与地图显示的对应关系大致是:缩放倍数3:北美大陆;缩放倍数5:BC省;缩放倍数11:Vancouver市;缩放倍数14:Stanley公园;缩放倍数16:几个街区;缩放倍数18:1-2个街区。所以,如果你只想显示地域轮廓,那么选择缩放倍数10~12即可;如果你想显示街区的详细信息,需要选择缩放倍数16~18。缩放倍数越大,离线时需要下载的地图数据也就越多,下载所用的时间也越长,同时需要更大的存储空间,假设选择缩放倍数为16倍时离线地图需要50兆存储空间,那么17倍时就需要200兆,18倍时就需要800兆。Google地图通常最大缩放倍数为22,Thunderforest的地图最大倍数也为22,不同公司制作的地图其最大缩放倍数不一定相同。GPS软件由于受到地图许可的限制以及软件本身的限制,可显示的最大倍数跟地图本身的最大倍数并不一定相同,例如MotionX GPS软件无论显示何种地图,最大倍数都限定为18。GPS软件中可以显示的地图最大倍数也不一定是可以离线的最大倍数,例如Viewranger,其OpenCycleMap地图可显示的最大倍数为18,但是可离线的最大倍数为16。根据徒步的实际使用经验,可离线地图的最大缩放倍数至少要为16,能够到18最好。

下面的图是以Grouse Mountain山顶咖啡厅(坐标49.379222, -123.083311)为中心,OpenCycleMap地图在不同放大倍数下显示内容的比较。








为了更好地增加用户体验,目前有的软件开发商已经开始提供HD版本的地图,例如Gaia GPS软件中的OpenCycleMap HD, OpenHikingMap HD, OpenLandscapeMap HD,主要变化是在目前高分辨率的手机屏幕上把地图上的标识文字、山川河流、等高线等信息显示的更粗壮更清楚,看起来很简单的一件事,但是实际使用中很方便,尤其是在户外光线比较强的情况下,标识字体越大越粗越容易看清楚。下面的图可以清楚地看到HD版本地图的优势。




根据上面对地图种类和缩放倍数的分析,GPS软件的地图功能应具备:
(1)        能提供基于OSM构建的可以离线并保存的地形图
(2)        能提供地图扩展功能(即用户自定义地图服务器功能)
(3)        离线地图的最大倍数至少为16,最好为18以上

评分标准:能离线基于OSM的地形图3分,具备地图扩展功能2分,能离线道路图、卫星图、传统Topo图各1分,离线地形图最大倍数不小于18倍2分、等于17倍1分、等于16倍0分、小于16倍扣1分、倍数不明0分, HD版高清地图1分。

6种GPS软件的iPhone版具体比较如下:



说明:
(1)        Gaia GPS提供了几种地图的HD版本,与普通版本相比,地图上的各种标识字大了一倍,户外使用时更容易看清楚,非常方便;
(2)        Thunderforest Outdoor地图除了标有Hiking路线外,还标有Ski路线;
(3)        MotionX GPS的扩展地图功能需要另行购买,价格CA$6.99;
(4)        ViewRanger离线OCM地图时,Detailed的最大离线倍数为15,需要用Custom方式,最大离线倍数才能调整到16;传统Topo地图需要按国家单独购买,加拿大US$7,美国US$28;
(5)        户外助手内置的谷歌中文版地图,无法在中国境外使用,但是用同样的图源URL新建图源服务器则可以正常在线查看和离线;户外助手内置的高德地图和高德卫星地图在iPhone手机上其实就是Apple的Road地图和Satellite地图;
(6)        六只脚内置的6种地图除了高德地图无法在境外使用外,其他地图均可离线,但是离线按照“粗略”、“一般”、“精细”分类,具体缩放倍数不明;并且离线后的地图都被存储在同一个地图缓存中,无法看到具体离线了哪些地图,这点根本无法接受!


因为未购买Gaia GPS for Android、MotionX GPS没有Android版本,因此只对剩余4种GPS软件进行了比较,具体内容如下:



说明:
(1)        ViewRanger离线地图缩放倍数按照“Detailed”、“Regional”分类,具体缩放倍数不明;猜测Landscape的Detailed离线倍数16,OCM只有15倍。传统Topo地图需要按国家单独购买,加拿大US$7,美国US$28;
(2)        六只脚离线后的地图都被存储在同一个地图缓存中,无法看到具体离线了哪些地图,这点根本无法接受!
 楼主| 发表于 2016-10-18 19:54:39 | 显示全部楼层

几款常用徒步GPS软件的比较之线路规划和轨迹分享篇

几款常用徒步GPS软件的比较之线路规划和轨迹分享篇

首先来说说什么是线路(Route)和轨迹(Track)。线路(也有称路程)是由一系列的路点(Waypoint)所组成的,路点是具有地理坐标和海拔高度的点,根据这些数据可以计算出线路的长度、最低点、最高点、爬升、下降等数据。而轨迹是实际行走过程中GPS软件记录的,是由一系列的路点和记录这些路点时的时间(包括时区)所组成的,根据这些数据不仅可以计算出线路的长度、最低点、最高点、爬升、下降等数据,还可以计算出总用时、平均速度、运动用时、运动速度等信息。有些GPS区分轨迹和线路,而有些GPS软件则统称两者为轨迹。

线路和轨迹的文件格式有很多种,尤其是轨迹文件,不同的设备、GPS软件可能都不相同,对此我们就不做过多讨论了,仅仅考虑其最通用的GPX格式。维基百科对于GPX的定义和解释为:GPX(GPS eXchange Format,GPS交换格式)是一个XML格式,为应用软件设计的通用GPS数据格式。它可以用来描述路点、轨迹、路程。这个格式是免费的,可以在不需要付任何许可费用的前提下使用。它的标签保存位置,海拔和时间,可以用来在不同的GPS设备和软件之间交换数据。

在开始徒步前,我们通常会想办法得到徒步路线的线路或者轨迹。除了通过网上搜索下载、好友分享、社区分享等方法外,我们还可以“自力更生”,通过线路规划生成一条线路。手动在地图上选取位置点,由GPS软件根据所选的位置点自动生成一条路线,这个过程通常被称作线路规划。简单的线路规划就是把手动选取的位置点直接用直线连接起来形成一条短直线组成的路线,只有手工选取的位置点足够多,这样生成的线路在实际行走中才有比较大的用途,否则只是能起到指示方向的作用。高级的线路规划则是使用地图的电子数据,自动寻找和匹配地图上已经存在的道路、徒步路径等,使用这些道路、路径连接两个位置点,形成一条弯弯曲曲的路线,这样生成的线路对实际行走有很大的帮助,虽然规划的线路跟实际记录的轨迹存在大约10%的误差,但是在出发前就可以知道路线的长度、最高海拔、累计爬升等数据,还是很有帮助的。

下图是选取地图上两个点后,两种不同线路规划生成的线路对比。



有的GPS软件除了手机客户端具备线路规划功能外,还提供线路规划网站,操作起来更简单、快捷,在网站上完成线路规划后,可以通过同步、下载等方式把线路导入到手机客户端。

除了用线路规划生成一条线路,更多的时候,我们是通过网上下载、好友分享等方式得到一条路线的线路或者轨迹,然后导入到手机内。无法一一列举所有的分享方式,简单讨论最常用的几种。在讨论分享时,不再具体区分线路和轨迹,统一用轨迹表述。举例也只是iPhone手机上的操作,Android手机上的操作欢迎大家补充。

微信(wechat)分享:目前最常用的一种分享方式。基本过程是:好友通过微信将GPX的轨迹文件发给你,你在微信内点击收到的GPX文件,由于微信并不支持GPX文件,因此会提示Open in Other App,此时点击Open in Other App,则会出现Open in列表(见下图),所有支持GPX文件格式的软件都会显示在这个列表中,这个列表可以左右移动。在这个列表中找到你安装的GPS软件,选择此GPS软件,这样GPX轨迹文件就会被导入到GPS软件中。如果你在软件列表中找不到你安装的GPS软件,那么就说明这款GPS软件不支持GPX轨迹文件的直接导入。例如下图,我的手机上其实安装了6款GPS软件,而列表中仅显示了其中的4款。另外,软件列表中也会显示出其他支持GPX的软件,例如各种云盘软件,像微云、360云盘、百度网盘、Google Drive、Dropbox、微软的OneDrive等,点击这些云盘软件,则可以把GPX文件备份存储到云端。



邮件分享:好友可以把GPX文件作为附件,通过邮件发给你。(1)iPhone手机自带的Mail程序:收到邮件后,先下载附件,然后长按住附件则可以打开Open in列表,选择你已安装的GPS软件即可。注意文件列表中也有微信的图标,就是说,你也可以把邮件的附件直接发给微信好友。(2)Gmail程序:点击附件,出现GPS eXchange Format和文件大小的提示,此时点击屏幕左下角的分享图标(方框上面有个上箭头),即可打开Open in列表。

云盘分享:好友可以发送云盘内的轨迹文件的分享链接给你,在收到链接后,先把轨迹文件转存到你的云盘内(转存需要同样的云盘)。然后在手机上打开云盘客户端,点击转存的轨迹文件,如果云盘不能打开轨迹文件,则会出现选择打开方式的提示,这样可以调出Open in列表;如果文件被云盘打开,则屏幕的右上角或者左下角通常有分享图标(方框上面有个上箭头)、其他图标(三个英文句号),此时点击分享图标按照屏幕提示可以打开Open in列表。例如Dropbox可直接打开GPX文件,这时按右上角的其他图标(三个英文句号),则会看到Export菜单项(方框上面有个上箭头),点击此菜单项,则可以调出Open in列表。

官网下载:GPS软件开发商的官网通常都有很多轨迹文件可以下载,通常都需要你现在网站上注册一个账户,找到你需要的轨迹文件后,可以转存到你的账户内,或者先下载到硬盘再上载到你的账户内,此时轨迹文件被保存在云端。当轨迹文件转存或者上载到你的账户内后,打开GPS软件手机客户端登陆到你的账户,使用下载或者同步功能将云端的轨迹文件下载到手机内。有的GPS软件可以直接在手机客户端内搜索其官网内的轨迹文件,使用起来比较方便;有的GPS软件只能用浏览器搜索其官网内的轨迹文件,例如Gaia GPS,虽然可以使用手机端的浏览器,但是不如软件内直接搜索来得方便。有的GPS软件的官网没有轨迹文件,例如MotionX GPS。

第三方网站下载:有很多第3方的网站提供轨迹文件的下载,例如我们的crossna.com。找到要下载的轨迹文件后,先下载到硬盘,然后通过微信、邮件、上载到官网账户等方式把轨迹文件下载到手机的GPS软件内。提示:由于GPX文件其实是XML格式的文件,如果用鼠标左键点击下载链接,通常情况下浏览器都会直接打开GPX文件,显示在屏幕上好像是一堆乱码。因此要用鼠标右键点击下载链接,通过“链接另存为…”、“Save link as…”的方式将GPX文件保存到硬盘上。

轨迹文件导出:当你用GPS软件记录了一段路线的轨迹后,可以使用GPS软件自带的导出功能,将轨迹以GPX的格式导出,然后分享给他人。有的软件支持Open in列表方式的导出,可以把轨迹文件直接发给某个APP,例如微信,使用起来最方便;有的软件支持email导出,可以把轨迹文件作为邮件附件发送出去;有的软件只支持上载到云盘,例如上载到Dropbox;有的软件只能先将轨迹同步或者上载到官网,再通过官网下载方式分享,由于这一分享可能无法完全在手机端完成,使用起来不是太方便。

通过以上的讨论,可以看到轨迹的分享,其关键是Open in列表。如果GPS软件在Open in列表内,则分享过程可以全部在手机端完成;如果不在Open in列表内,则分享过程必须借助计算机才能完成,使用起来不方便。


评分标准:满分15分,软件自带高级线路规划功能3分,官网提供高级线路规划功能2分,软件自带简单线路规划功能1分;支持Open in方式导入2分,直接搜索官网轨迹并导入2分,账户同步方式导入1分;支持Open in方式导出2分,邮件附件或者云盘导出2分,账户同步方式导出1分。最终得分乘以2/3,换算乘10分满分。

6种GPS软件的iPhone版具体比较如下:



 楼主| 发表于 2016-10-18 20:20:00 | 显示全部楼层

几款常用徒步GPS软件的比较之导航篇

几款常用徒步GPS软件的比较之导航篇

手机导航就是在徒步过程中利用手机的GPS功能,实时定位当前位置到预先下载的地图上,跟预先设定的线路做比较,同时也可以记录本次徒步走过的轨迹。

除了可以手动开启GPS软件查看当前位置外,有些GPS软件,例如ViewRanger,还可以在导航过程中用声音提示距离预设路点的距离,并且在偏离原定路线一定距离时自动给出声音警示,这项功能在不方便查看手机的情况下比较有用,例如寒冷、大雨等恶劣天气下。在大多数的使用环境中,通常我们都可以随时打开手机查看当前位置,所以这项功能我用的很少,在此次软件对比中没有进行特别比较,欢迎有经验的人补充。

记录轨迹通常有三个作用,首先可以跟预先设定线路进行比较,以免走错路;其次是方便按照原路返回,不至于找不到出发位置;最后是可以把轨迹分享给他人作为参考。记录轨迹需要考虑两个主要问题:耗电量和记录精度。

记录轨迹时,GPS软件会不停地请求获得当前位置,因此手机的GPS芯片几乎一直保持在激活状态,持续搜索卫星信号并获取位置信息时是比较耗电的。另外,户外徒步时最好把手机调整成飞行模式,由于户外很多地方没有手机信号,正常模式下手机会不停地搜索信号,尝试连接,这一过程非常费电。我自己实测的结果是iPhone 6 Plus飞行模式下,每记录1小时的轨迹大约消耗6%~8%的电量。我曾经同时在后台运行4~6个GPS软件并且都开启了轨迹记录,消耗的电量跟运行1个GPS软件时差不多,因此基本可以认为各GPS软件的最大耗电量相差不多。关于如何更好地把手机用做徒步的GPS可以参考:How to use your Smartphone as the Best Backpacking GPS,链接:http://www.adventurealan.com/iphone-gps-map-backpacking/ 。如果需要用手机电池维持几天的导航,那么就只能放弃记录轨迹,仅在必要的时候,使用手机查看当前位置,并与预先设定的路线做对比。

记录准确度(距离、爬升、下降等数据)主要受到两方面的影响,一个是手机GPS芯片本身的精度,另一个是GPS软件的采样频率和算法。任何一个位置信息都包括水平方向的经纬度和垂直方向的海拔高度,手机GPS芯片目前的经纬度精度在±5米~±10米之间,某些GPS软件中可以显示当前经纬度的精度,例如Gaia GPS、MotionX GPS。相对于经纬度,高度的误差稍大,大约是经纬度的1.5倍,某些手持GPS加入了气压计,用来辅助测量高度,但容易受到天气影响,效果也不是很好。

GPS软件的采样频率(即读取GPS芯片获得位置信息的频率)对记录精度也有比较大的影响。假设一种极端情况,我们上升5米又快速下降回到原地,如果在GPS软件采样频率比较低,在我们上升前采样1次,我们下降回到原地又采样1次,根据这两次的采样结果,我们没有移动,显然是错误的。再举个例子,假设我们一直在走折线,两次采样之间我们可能变化了多次方向,这样的采样显然也是不准确的。理论上看,采样频率越高,记录的路点更接近实际行走的路线。我们可以通过分析各个软件记录的轨迹文件中的路点数量得知其采样频率的高低。

算法对最终的计算结果也会有比较大的影响,即使同样的几个路点,不同算法计算出的距离有时也会有比较大的差异。最简单的算法是把这些点连接成折线,把各段折线长度相加得出总长度。复杂些的算法是先把这些点拟合到一条弯曲的曲线,然后再计算这条弯曲的曲线的长度得出总长度。由于各GPS软件并没有说明其算法,因此非常难以判断哪款软件的算法更好。

下面通过两次实测数据来分析各GPS软件记录的轨迹数据的差异。首先是从Lynn Headwaters Parking Lot出发,经Lynn Peak、South Needle、Seymour Valley Trail,再回到Lynn Headwaters Parking Lot。路线特点是Seymour Valley Trail之前的前半段是坡度比较大的上升和下降,Seymour Valley Trail开始的后半段是非常平缓的下坡。首先比较各GPS软件自身显示的数据,然后导出GPX格式的轨迹文件,在Garmin的Basecamp软件(Windows版,V4.6.2)打开轨迹文件,因为是在同一台手机内运行多款GPS软件,开始记录时间和最终结束时间稍有不同,所以先将开始时间、结束时间调整到一致(开始和结束的部分路点会被删除),并再次查看相关数据。

为了让大家对各个GPS软件的UI风格有个直观认识,直接把轨迹数据页面截图,依次为Gaia GPS、MotionX GPS、Ramblr、ViewRanger、户外助手、六只脚,如下:


备注:使用Basecamp打开户外助手和六只脚导出的GPX轨迹文件时出现错误,显示信息未Unknown error opening import file,然后使用以下网站http://www.gpsvisualizer.com/convert_input?convert_format=gpx 对原始GPX文件进行了转换,输出格式依然是GPX格式,转换后的GPX可以由Basecamp打开,原因不明。


表1:客户端内的数据显示和计算结果:

备注:(1) Gaia GPS和MotionX GPS在邮件导出轨迹时在邮件内容中会有最低、最高海拔和起始、结束时间,客户端不直接显示,不够直观。(2) ViewRanger客户端显示两个长度数据,分别是length=16.3km和real length=16.7km,不知道有何差异。


表2:各软件导出的GPX文件在Basecamp中显示和计算结果:


表3:表1和表2主要数据的计算偏差:((表1-表2)/表2)


通过对比以上表格,可以看到:
(1)        根据表3结果,所有6款GPS软件在运动耗时方面的算法跟Basecamp都有比较大的差异;累计爬升和下降方面,Gaia GPS、六只脚的算法跟Basecamp的算法有较大差异;路线长度方面,只有Gaia GPS的算法跟Basecamp的差异较大。因此算法不同,最终的结果(数据)可能会有比较大的差异。看起来Gaia GPS采用了比较独特的算法,是好是坏还需要更多数据分析。

(2)        根据表1,各款GPS软件计算的线路长度差异不大,客户端Gaia GPS、六只脚记录的累计爬升和累计下降比其他软件要小。但是根据表2,Basecamp计算出的MotionX GPS、ViewRanger的累计爬升和累计下降比其他软件要小。再次说明,不同的算法对最终结果的影响。

(3)        表2从左到右,路点逐渐减少,计算出来的距离逐渐变短。可以看到记录的非0m路点数量越多,计算出来的长度值越大。理论上讲路点数量越多,计算出的长度应该最接近实际值,但是严格来说,没人知道这条路线的实际长度到底是多少;

(4)        ViewRanger记录的路点数量明显少于其他各款软件,原因在于本测试使用了其缺省设定的采样频率(20m且10sec),而此缺省值并不是最高值(5m且1sec),今后测试时应设置乘最高值。通过分析GPX数据可以看到,其采样频率是距离大于20m且间隔大于10sec,静止时不采样。

(5)        Ramblr也可以设定GPS的精度和采样频率,本次测试时使用的设定是GPS Accuracy=High(已经是最高值),GPS Distance Interval=10m(最高采样频率值为1m),今后的测试中应该开启最高采样频率;通过分析GPX数据可以看到,其采样频率是10m,静止时不采样。

(6)        Gaia GPS、MotionX GPS、户外助手、六只脚均不能设定GPS采样频率,通过分析GPX数据可以看到,Gaia GPS的采样频率应该采用了特定的算法,不是简单基于时间或者距离来采样的,静止时偶尔有采样;MotionX GPS采样频率应该是10米,静止时的连续采样很多,有些奇怪;户外助手的采样频率也是10m,静止时偶尔采样;六只脚的采样频率也是10m,静止时不采样。

此次徒步的前2/3路程是由坡度较大的上坡、下坡组成,行进速度较慢;而后1/3的路程则是持续的缓下坡,行进速度较快。根据这一特点,用Basecamp将前2/3路程的路点单独拆出来,然后再跟全部路点做对比,来更深入地分析各GPS软件存在的采样频率和算法差异。

表4:前2/3路程跟总路程主要数据对比


从表中数据可以看到,前2/3的路程,其路线长度占总长度的62%左右。除了Gaia GPS,其他各款软件记录的非0m路点数量也占总路点数量的60%~63%,因此可以判断这几款软件都基本采用了固定距离的采样方式,跟线路的特点没有关系。而Gaia GPS在前2/3的采样密度明显大,采样方式不是固定距离,坡度大采样密度高,这样记录的路点应该更接近实际情况。

第二个测试是Elfin Lakes往返,两次测试期间GPS软件的设定没有改变过。这条线路的特点是上升比较缓慢,全程坡度都不大,我们再来看看6款软件各自记录的结果(表5)和导出的GPX文件用Basecamp计算的结果(表6),以及这两种结果主要数据的差异(表7)。

表5:客户端内的数据显示和计算结果(Elfin Lakes往返):


表6:各软件导出的GPX文件(Elfin Lakes往返)在Basecamp中显示和计算结果:


表7:表5和表6主要数据的计算偏差:((表5-表6)/表6)


表8:表3和表7平均:


Elfin Lakes 、South Needle两次测试结果出现了比较明显的不同:
(1)        各款软件记录的Elfin Lakes线路的路点数量差异较小(ViewRanger 按照2倍计算),查看GPX文件具体内容,Gaia GPS采样距离变化比较大,看不出什么规律;ViewRanger 采样频率是20米,MotionX、Ramblr、户外助手、六只脚都是10m。

(2)        2次徒步总时间基本都是6.5小时,但是Gaia GPS第2次记录的路点数量只有第一次的75%,因此可以断定,Gaia GPS不是用固定时间间隔来采样的。South Needle测试结果已经看到Gaia GPS明显不是固定距离采样,因此可以断定,Gaia GPS采用了比较独特的采样算法,看起来跟路线特征有关,坡度大的路线采样频率高,坡度小的路线采样频率低。其他几款软件的采样算法应该都是固定距离采样。

(3)        各客户端计算出的Elfin Lakes路线累计爬升和下降之间差异很大,并且跟Basecamp的计算结果差异也较大,没想明白是什么原因。用Basecamp计算出的路线长度、爬升、下降的结果很相似,说明轨迹文件的内容其实是比较接近的。

综合2次的测试,尚无法得出清晰的结论,还需要更多测试,比较可能的结论有:
(1)        Gaia GPS的采样算法独特,坡度大采样密度高,坡度小采样密度低,可能更接近路线实际情况;其他几款软件都是固定距离采样法。
(2)        各款软件计算出的线路长度差异较小,而累计爬升、累计下降的数据差异较大。Gaia GPS的累计爬升、累计下降算法比较独特,2次测试的计算结果都跟Basecamp差异较大,暂且认为Gaia GPS的计算结果不准确。
(3)        ViewRanger、Ramblr可以设定采样频率,更加灵活,后续测试将开启最高采样频率。

评分依据:
(1)        客户端数据显示满分8分:长度、总用时、平均速度、累计爬升、最高海拔各1分,运动用时、运动速度、累计下降、最低海拔、起始时间、结束时间各0.5分。总分除以4作为该项得分。
(2)        采样算法:固定距离1分,固定时间1分,两者结合2分。可以设定采样频率2分。
(3)        长度:跟Basecamp计算结果比较,两次平均相差±5%以内2分,±10%以内1分,超过±10%没分。
(4)        累计爬升或累计下降:跟Basecamp计算结果比较,两次平均相差±10%以内2分,±20%以内1分,超过±20%没分。

得分:
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