Как точнее восстановить траекторию, используя координаты GPS-навигатора, а также вычислить скорость и ускорение Опции

[Виктория]

"Серьезные бегуны по шоссе" (потенциальные заказчики ) подкинули мне вот такую задачу разработки мобильного приложения для контроля параметров движения с использованием доступных и недорогих GPS-навигаторов:
Данный апплет предназначен для измерения параметров движения легкоатлета при тренировке на стадионе или в лесу, а также самоконтроля этих параметров в соревновательных забегах (шоссейный бег от 10 до 42 км, горный бег).
Измеряемые параметры в реальном времени - пройденный путь (текущее значение и траектория в координатах), средняя и мгновенная скорость, среднее ускорение (мое мнение по поводу последнего параметра лишку дают! ишь, чего захотели!).
Частота отображения информации в реале - некритичная, один раз в 10 секунд. Я думаю после предпроектного анализа попробовать уговорить их на 30 секунд.
Требуется также регистрация перечисленных параметров для пост-анализа работы спортсмена с использованием компьютера с целью выработки рекомендации по совершенствованию тренировочного процесса.

С одной стороны, вроде всё прозрачно и несложно. Недорогих устройств в продаже не замечено.
С другой стороны меня сильно смущают возможности дешевых навигаторов для измерения скорости с приемлемой точностью. Слишком уж явная неопределенность входных данных в гражданских навигаторах (Источники погрешностей GPS навигаторов). Даже вот некоторые радиолюбители c хабрыхабры сомневаются в результатах измерения Спутниковый спидометр на STM32F1 и FreeRTOS
по сравнению с автомобилем у меня ведь сложнее задача, так как реальный масштаб времени другой. И аттестацию, говорят, надо.
Пока вот на системном уровне анализирую задачу. Стоит ли овчинка выделки?

[bolden]

Совсем не по технике, ну да ладно... пульсометр как раз вещь необходимая, для оптимальной тренировки спортсменов ( по крайней мере на длительных нагрузках) . По теории для достижения хорошего результата, спортсмен должен работать около анаэробного порога. В этом состоянии человек достигает максимальной мощности, которую может поддерживать длительное время. Один из косвенных способов определения анаэробного порога - по пульсу. А чуство темпа это как мне кажется и есть то самое - бежать в оптимальном темпе - около анаэробного порога: не сбавляя скорости, и наоборот , не залезать в анаэробную зону, в которой долго работать не сможешь.

Но если сами спортсмены сказали не требуется, значит не требуется. Сорри за оффтоп.

[AlexandrY]

А чуство темпа это как мне кажется и есть то самое - бежать в оптимальном темпе - около анаэробного порога: не сбавляя скорости, и наоборот , не залезать в анаэробную зону, в которой долго работать не сможешь.

Но если сами спортсмены сказали не требуется, значит не требуется. Сорри за оффтоп.

Вероятнее для разных дистанций разные принципы. Еще и от спортсмена зависит.
Я как понял речь вначале шла больше о марафонских дистанциях.
На этот счет есть известная книга Денни Дрейера "ЦИ-БЕГ", там он утверждает, что главное удерживать не скорость, а частоту шага.
Особенно важно это на дистанциях с перепадом высот.
Измерение частоты шага это как раз задача акселерометров и гироскопов.
Для точности в пределах метра GPS явно не подходит. Нужна технология типа dead reckoning и соответственно разработка фильтров Калмана.
А это уже как минимум скростные микроконтроллеры типа Cortex-M4 с float point сопроцессором и жестким реалтаймом.
Т.е. ни дивайсы с Android ни что-то вроде eZ430-Chronos здесь не подойдут.

[Tanya]

Вероятнее для разных дистанций разные принципы. Еще и от спортсмена зависит.
Я как понял речь вначале шла больше о марафонских дистанциях.

А кто же еще бегает по асфальту?
Так сложилось, что у меня довольно много знакомых, которые бегают на длинные дистанции... Участвуют в международных соревнованиях с большим успехом... И никто из них не использует никакие приборы для измерения скорости, пульса и пр. А вот в некоторых странах их используют любители... понтов.
Вы абсолютно правильно все пишете - от очень многих факторов зависит... температура (погода), уклоны, качество покрытия, настроение и др. Вот если бегать по стадиону или другой знакомой трассе, то достаточно секундомера.
Вот есть еще специальные тренажеры с точным учетом энергии, частоты бега и пр. Там можно оценить текущий потенциал спортсмена. По сравнению с его же предыдущими результатами.Там, однако, другие мышцы нагружаются. И тренироваться на них только вредно будет для бегуна - нарастит лишние мышцы, а нужные ослабятся.
Кроме того... вот недавно видела, как на дистанции люди сбрасывают с себя... даже кепочки. А бегать с железкой...
Мое мнение, что вся эта затея - понты или для "деньги освоить", или вера в чудеса техники.

[Fat Robot]

Tanya, отвечу Вам с позиций практикующего бегуна (20 км и более): при должной подготовке в очень широком диапазоне перечисленных Вами факторов результат стабилен и не зависит от них. С точностью до стат. погрешности. А зависит то, как я себя буду чувствовать на финише. В этом и прелесть.

Я еще раз повторю, речь не идет об экстремальных случаях: после тренировок на гладкой дорожке в манеже Вы встали на горный кросс при порывистом ветре и дожде.

Насчет технических средств и понтов. Это тоже не так. На длинных дистанциях роль внешнего тренера ослабевает, и успех зависит во многом от спортсмена, от его "внутреннего тренера". Так вот, чтобы у этого внутреннего тренера была пища для размышлений, нужна аналитика. Да и внешнему тренеру это тоже полезно, если он тренирует команду. Не будешь же рядом с каждым ехать на велосипеде или гонять от одной отметки к другой, чтобы засечь время. Потом есть упражнения, связанные с непрерывным движением и необходимостью отсекать время или дистанцию. На круге в 400м это очень утомительно, хотя и это мы проходили.

Напомню еще про такую дисциплину, как спортивное ориентирование, где анализ прохождения маршрута (после финиша) - первоочередная задача.

AlexandrY, я отвечал на исходный пост.

Успехов.