スマートブレスレットはなぜ走った距離を常に過大評価するのでしょうか?

こんな経験をしたことはありませんか。400 メートルのトラックで 2 周を終えて間もなく、まだ 3 周目の中間地点まで少し距離があるのに、携帯電話の歩数計アプリやスマートブレスレットが「1 キロメートル走りきってください」と通知します。

計算ミスでしょうか？それとも、スマートブレスレットのメーカーは意図的にあなたを喜ばせようとしているのでしょうか?

どちらでもない。スマートブレスレットが常にランニング距離を過大評価する理由は、GPS が距離を計算するために使用する方法にあります。はい、これはとても奇妙な話です。

GPS は、ルート全体に沿って一連の座標を収集し、隣接する各座標間の距離を計算し、最後に各セグメントの長さを合計して全体の距離を算出します。

計算方法はシンプルで直感的ですが、なぜ常にエラーが発生するのでしょうか?現実にはほとんどのルートは直線ではなく、GPS は 2 つの座標間の直線距離を計算し、最終的にそれらを合計してルート全体のおおよその距離を算出していることを分析できます。しかし、この場合は GPS によって計算された距離は実際の距離よりも小さくなるはずです。なぜ現実にはその逆なのだろうか？

ちなみに、GPSでは座標を収集する際に誤差が生じます。ルート全体の各座標点は実際のルートから外れる可能性があります。現在の GPS の精度は非常に高いですが、2 つのポイントごとにオフセットがあり、それが加算されて最終結果に影響します。しかし、座標点がオフセットされている場合、距離が短くなる可能性がありますか?オフセットがランダムである場合、GPS によって最終的にカウントされた距離が実際の距離よりも長くなるか短くなる確率は同じですか?

最善の考慮を払ったにもかかわらず、あなたはまだ間違っています。最近、オーストリア大学、デルフト工科大学（オランダ）、独立研究機関ザルツブルク研究協会の研究者らが一連の測定を実施し、誤差の分布に関わらず、2点間の誤差値がまったく同じでない限り、GPSで測定された2点間の距離は常に実際の距離よりも長くなることを発見しました。

これは、2 点間の直線が最短であるためです。 2 つのポイントの位置がこの直線に沿って同時にオフセットされている場合にのみ、GPS によって測定される距離は実際の距離よりも小さくなります。しかし実際には、研究者の測定によれば、このような状況はめったに発生しない。総距離は各 2 点間の距離の合計であるため、GPS で測定されたデータは常に実際の距離よりも長くなります。

研究者らは、GPS で測定された距離がどれだけオフセットされているか (OED、距離の過大評価) を計算する式も作成しました。

このうち、d0 は実際の距離、var は GPS オフセット値の分散、C はオフセット値間の自己共分散です。最終的な計算結果は常に正の数値になります。つまり、GPS によって測定されたデータは常に実際の距離よりも大きくなります。

研究者らは理論的な計算に加えて実験も行った。彼らは10メートル四方の敷地を見つけ、1メートルごとに印を付けました。調査員は現場を歩き回り、マークされた各地点の GPS 値を読み取りました。

実際の距離は1メートルから5メートルであったのに対し、GPSで測定されたデータは1.2メートルから5.6メートルであり、誤差は12％から20％であったことが判明した。

したがって、次にトラッカーが 5K を走ったことを知らせてきたとしても、信じないでください。しかし、これはあなたにとって大きな問題ではなく、あなたの虚栄心を満たすことさえできるかもしれません。しかし、GPS 機器は常にアスリートの状態を過大評価するため、科学的なトレーニングには適さず、プロのアスリートたちはこれに悩むことがあります。

それで、この問題を解決する方法はあるのでしょうか?これにはより専門的な問題が関係する可能性があります。研究者らの提案によれば、簡単に言えば、GPSの測定方法を変更し、速度と時間を掛け合わせて距離を計算するという。このデータはより正確で、誤差はランダムであるため、測定された距離が必ずしも実際の距離よりも長くなるとは限りません。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。