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GNSS 在体育场环境中的价值

2017年八月29日

在 Catapult,发布新产品时,数据准确性至关重要。这在市场领先的 OptimEye S5(精英团队运动的第一款 GNSS 设备)的工程设计中尤为明显。

GNSS 是指全球导航卫星系统,它是一个涵盖所有基于卫星的导航技术的总称。目前仅有的两个是美国全球定位系统 (GPS) 和俄罗斯 Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS)。

GPS 在天空中有 32 颗可访问的卫星,而 GLONASS 有额外的 24 颗卫星,这意味着基于 GNSS 的跟踪技术大大提高了定位精度 - 随着游戏环境变得越来越困难,额外的卫星变得更加有利。这是有关 GNSS 优势的视频。

OptimEye S5 由五代基于卫星的设备设计而成,其历史可以追溯到 2000 年悉尼奥运会后 Catapult 发明的技术,OptimEye S5 已被独立证明在体育场馆中具有最高的准确性。

可穿戴运动员监测在精英运动中变得越来越普遍,现在已成为精英项目不可或缺的一部分。然而,这些技术中的大多数使用基于 GPS 的监控,在芯片组和天线设计方面存在各种差异。 GPS 的一个普遍公认的问题是在所谓的“城市峡谷”或其他困难的 GPS 环境中的性能。

为了研究与基于 GPS 的设备相比,我们的 OptimEye S5 中的 GNSS 和天线设计是否能提高性能,从而为运动员监测提供更可靠的数据,我们在一个众所周知的困难体育场进行了内部验证。

选择一个商业体育场而不是开放的场地环境,因为它展示了与许多精英运动环境相关的典型 GPS 挑战。

一名训练有素的男性参与者(24 岁)和训练有素的女性参与者(24 岁)在地面中间标记的 50m 正方形跑了五圈。

GPS 纬度、经度和速度直接从监视器导出,Haversine 公式用于计算连续位置解之间的距离。使用 Microsoft Excel 计算标准误差估计 (SEE) 和偏差。

此外,然后将位置解决方案导出为 KML 文件以加载到 Google 地球中并绘制在卫星图像上。对所得迹线的位置稳定性进行评估。

OptimEye S5 报告的总距离测量的 SEE 和偏差显着降低(SEE 1.86% v 12.12%,偏差 6.08% v 2.21%)。

这些结果表明,在具有挑战性的卫星导航环境中,GNSS 为位置和距离参数以及从该数据导出的任何其他参数(如速度和加速度)提供了明显更好的解决方案。

有一个令人信服的案例可以得出结论,新一代运动员监控设备(例如 Catapult 的 OptimEye S5)中的 GNSS 引擎和天线技术在 GPS 受到挑战的环境中明显更好——无论是来自球员拥堵、体育场还是间歇性稀疏的卫星星座。

需要注意的是,跟踪引擎提供的信息比距离更多,但这是来自引擎的最基本的解决方案,其组件用于导出积分参数,例如速度、加速度及其导数,例如花费的时间和距离高速。

精英运动队和从业者要求他们用于监测运动员表现、健康和受伤风险的所有信息准确、有效和可靠。目前的调查表明,GNSS 提供比 GPS 更准确的数据来跟踪运动表现。

GNSS 和 GPS 之间的差异在比赛日的体育场环境中成倍增加,这将显着影响球队对有价值数据的收集。随着比赛中可穿戴技术的增加,上述测试在决定使用哪种可穿戴技术产品时至关重要。

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