弹射器基础知识：为什么使用 GPS 跟踪技术？

弹射器基础知识系列向您介绍我们技术背后的科学原理，解释运动科学概念和原理，并探讨如何使用运动员监测系统来提高团队和运动员的表现。

基于 GPS 的技术在整个体育运动中广泛使用，以支持表现监控，但它们如何工作、测量什么以及 它们如何使运动员和教练受益?

基础

在最基本的层面上，GPS 接收器通过对绕地球运行的 GPS 卫星发出的信号进行计时来计算位置。

每颗卫星不断传输消息，其中包括传输时间和当时卫星的位置，接收器使用这些信息以光速计算到每颗卫星的距离。这些距离和卫星位置用于使用三边测量过程来计算接收器在特定时间点的位置。

当物体（或运动员）随着时间的推移改变位置时，可以通过定期重复此过程来绘制它们的运动轮廓（以及由此产生的位移/距离）。由于时间戳是同时传输的，所覆盖的距离可以相对于时间表示为速度曲线。这是 GPS 帮助我们分析训练和比赛期间球员动作的基础。  

惯性测量

尽管速度和方向信息对于基本速度和距离计算很有用， 弹射式 GPS 设备 还包含许多惯性传感器，使练习者能够对运动员进行更详细的监控。

这些惯性传感器包括加速度计（用于测量加速度和力）、陀螺仪（用于测量旋转）和磁力计（用于测量身体方向）。所有三个传感器都收集三个轴或三个方向的数据，从而可以创建运动员动作和动作的敏感“地图”。弹射器技术还可以与心率数据集成，以提供量化内部负荷的方法。

加速度计

加速度计对于识别许多体育运动（例如跳跃或铲球）和了解可能导致小运动的大加速度特别有用。

弹射器设备使用三轴加速度计（上/下、前/后和侧向），尺寸仅为几毫米，以 10,000 Hz 的频率测量加速度并以 100 Hz（每秒 100 次）的频率记录。

陀螺仪

陀螺仪测量绕三个轴（冠状面、额面和矢状面）的旋转。陀螺仪和加速计数据的结合使我们能够创建比单独使用一个传感器更精确的动态运动员运动图像。通过以这种方式组合数据，GPS 装置现在能够对运动员的运动进行更详细的分析。

弹射器单元包含三轴陀螺仪（三个轴是偏航、俯仰和滚动），以 100 Hz 的频率收集数据。这对于检测旋转速度特别有用，例如可以用来监测板球投球或棒球投球期间肩膀旋转的速度。

磁力计

从本质上讲，磁力计是一种电子罗盘，有助于了解与磁北相关的方向。在运动员监测方面，磁力计提供有关方向和方位的信息，帮助练习者了解方向变化等关键动作的量。

在 Catapult 设备中，三轴磁力计的测量频率为 100 Hz，为我们的性能数据添加了额外的一层。

优化性能

GPS 接收器和惯性传感器的结合创建了一个强大的运动员监控工具，确保关键表现决策始终得到客观数据的支持。

基于 GPS 的技术帮助从业者量化特定运动的需求和运动员所承受的努力，是表现评估、损伤康复和训练周期等流程的核心。 GPS 有助于更好地了解团队和个人层面的表现，是教练和运动科学家在降低受伤风险和为团队比赛做好准备方面可用的最重要工具之一。

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