"GPS 시계 작동 방식"

운동에 얼마나 많은 노력을 기울 였는지 정확히 기록하는 방법이 있다면 어떻게 할 수 있습니까? 모든 단계, 카약 패들의 스트로크 또는 자전거 페달의 모든 회전이 원하는 피트니스 결과를 제공하도록 미세 조정되었다는 것을 알고 있다면 얼마나 많은 시간을 절약 할 수 있습니까? 손목을 훑어보고 매우 정확한 내비게이션 및 날씨 도구에 액세스 할 수 있다면 더 나은 결정을 내리고 더 재미있게 지내 겠습니까?

10 년 넘게 기술에서 완전히 단절되지 않았다면 이것이 공상 과학 소설이 아니라는 것을 알고 있습니다. GPS ( Global Positioning System ) 기술은 우리가 지구를 돌아 다니는 방식에 혁명을 일으켰습니다. 이 시스템의 별은 정확하게 궤도를 도는 지구를 도는 24 개의 위성 네트워크입니다. 그것들은 정확히 동시에 고유 한 신호를 방송하도록 동기화되어 있으며, 비행기, 자동차, 심지어 휴대폰의 수신기 유닛이 위성에 대한 상대적 위치를 계산하는 데 사용합니다. GPS 장치가 3 개 이상의 위성으로부터 신호를 수신 할 수있는 경우 (4 개가 바람직 함) 위도, 경도, 속도 및 고도를 몇 피트 또는 미터 이내로 계산할 수 있습니다.

한때 분류 된이 군사 기술은 점점 더 정확한 내비게이션 도구를 구축하고 휴대 전화 GPS 추적을 사용하여 특정 위치의 특정 사용자를위한 광고 캠페인을 맞춤 설정하는 등 모든 종류의 용도에 적용되고 있습니다. 그리고 스포츠 용품 회사는 운동 선수와 아웃 도어 모험가를 위해 설계된 시계 크기의 GPS 도구를 빠르게 확장하면서이 악 대차에 전심으로 뛰어 들었습니다.

이러한 손목 시계 크기의 컴퓨터는 위치 기반 정보 라이브러리와 함께 제공되는 경우가 많습니다. 상자를 개봉 한 후 몇 분 이내에 지구 어디에서나 위치를 찾을 수있는 GPS 시계를 오늘 구입할 수 있습니다. 그러나 GPS 시계는 단순한 "내가 어디 있는지 봐"속임수를 훨씬 뛰어 넘습니다. 시계의 작동 방식에 대한 약간의 지식 만 있으면 경쟁이 치열한 상황에서 더 스마트하게 훈련하고 더 나은 성과를 낼 수 있습니다. 스포츠와 피트니스의 미래를 기다릴 필요가 없습니다. 오늘 여기에 있으며 손목에 꼭 맞습니다.

내용

1. GPS 기술의 역사
2. 놀라운 수축 GPS 장치
3. 유용한 GPS 시계 만들기
4. 업무에 적합한 GPS 도구
5. 유용한 GPS 시계 사용

GPS 는 그 기원을 우주 비행의 탄생까지 추적 할 수 있습니다. 미국 과학자들이 1957 년 10 월 소련에 의해 궤도에 진입 한 위성 인 스푸트니크 를 추적하기 위해 노력하면서 그이면의 원리가 모 였습니다. 존스 홉킨스 대학의 응용 물리학 연구소 인 Drs. William Guier와 George Weiffenbach는 Doppler Effect를 기반으로 초기 위성의 위치를 ​​추적 할 수 있음을 발견했습니다. 움직이는 위성에서 전송 된 신호는 수신 스테이션에 접근하거나 멀어 질 때 왜곡되는 것처럼 보입니다. 왜곡의 특성과 심각도를 측정함으로써 사람은 위성의 궤도 방향을 계산할 수 있습니다.

APL 회사 연구원 인 Frank McClure는 추적 시스템이 다른 방향으로도 작동 할 수 있다고 제안했습니다. 정확하게 알려진 궤도로 위성을 추적하고 그에 따른 신호의 도플러 이동을 평가함으로써 지상에있는 사람이 자신이 선택할 수있는 위치를 식별 할 수 있습니다. 신호를 올리십시오. 미 해군은 1964 년까지 함선을 적극적으로 안내하는 해군 항법 위성 시스템으로 시스템을 확장했습니다. (GPS의 역사에 대한 자세한 내용은 How GPS Receivers Work 기사를 참조하십시오 .)

과학자들이 위성 항법의 신호 정밀도, 신뢰성 및 속도를 개선하기 위해 노력하면서 군사 지원 연구는 1970 년대와 80 년대까지 계속되었습니다. 도플러 이동 추적에서 삼각 측량 및 신호 타이밍 사용으로 전환 된 기술 : 신호가 수신기에 도달하는 데 더 오래 걸릴수록 신호가 전송 된 순간 위성이 더 멀리 떨어져 있습니다. GPS는 미국 정부가 광범위한 민간인의 기술 접근을 허용하기 시작한 1980 년대까지 미군과 동맹국의 모든 부서에서 검증 된 도구였습니다 [출처 : Parkinson ].

초기 민간 GPS 장치는 크고 무거워 이동중인 사용자에게 유용성이 제한되었습니다. 그러나 그들은 훨씬 더 심각한 결점을 겪었습니다. 그다지 정확하지 않았습니다. 적들이 내비게이션 신호에 접근하는 것을 막기 위해 미군은 디더링을 사용했습니다. 즉, 권한이없는 사용자가 해독 할 수없는 인공위성의 타이밍 신호에 대한 의도적 인 간섭입니다. 이 제한 민간 GPS 정확도는 약 300 피트 (100 미터)입니다. 2000 년이 되어서야 미국 정부가 마침내 디더링을 제거하여 정확한 민간 탐색을 가능하게했습니다. 그 후 GPS는 자신이 어디에 있는지, 얼마나 빨리 여행하고 있는지, 가고 싶은 곳으로가는 방법을 알아야하는 모든 사람에게 유용한 도구가되었습니다. [출처 : Parkinson ; Navigon ].

정확도 문제를 해결했지만 GPS 장치 제조업체는 어떻게 합리적으로 휴대 가능한 크기의 제품을 만들었습니까?

디더링없는 GPS 기술에 대한 액세스는 전자 제품 소형화의 혁명과 일치했습니다. 최신 노트북 컴퓨터의 무게가 1996 년에 사용하던 컴퓨터 보다 훨씬 더 가벼워졌습니다. GPS 개발자는 표면 실장 기술 ( SMT ) 과 같은 혁신을 채택 했습니다. 와이어 리드를 사용하여 연결하는 대신 회로 기판에 직접 납땜되는 작은 부품과 GPS 수신기의 핵심에있는 타이밍 및 신호 처리 칩을 미세한 부품으로 축소하는 데 도움이되는 로봇 조립. 오늘날 그들은 거의 너무 작아서 확대하지 않고 명확하게 볼 수 없습니다 [출처 : Poole ].

연구원 들은 반복적이고 확장 가능한 패턴으로 구성된 모양을 포함하는 프랙탈 기하학 을 적용하여 문자 그대로 작은 공간으로 접히는 강력한 수신기 안테나를 설계 함으로써 GPS 장치를 더욱 축소했습니다 . GPS 수신기 패키지 의이 중요한 (그리고 한때 부피가 큰) 부분은 스마트 폰의 슬림 한 케이스 또는 시계 본체에 숨길만큼 충분히 작아졌습니다 [출처 : Rusu 및 Baican; Mikkola ].

최초의 GPS 시계는 기본적으로 소형 버전의 핸드 헬드 GPS 장치로, 길이는 약 2 ~ 3 인치 (약 50 ~ 75mm), 너비는 약 1 인치 (25mm)이며 손목 스트랩이 부착되어 있습니다. 21 세기 초의 대부분의 다른 GPS 장치보다 실제로 작고 가벼 웠지만, 팔에 물건을 놓고 운동 후 커피 숍에 뛰는 것은 말할 것도없고, 하나로 장거리 달리기를 할 수있을만큼 충분히 컸습니다. -많은 선수들에게 가치가있는 것보다 더 많은 문제 [출처 : Wollman ].

골프와 같이 목표물에 대한 자신의 위치를 ​​아는 것에 의존하는 스포츠는 이러한 소형화 과정에서 초기에 GPS를 채택했습니다. 예를 들어, 유명한 골프 챔피언이자 코스 디자이너 인 Greg Norman은 2002 년에 골프 관련 GPS 제품 생산 업체 Inforetech의 고문이되었습니다 [출처 : GPS Industries ]. 그러나 전반적으로 소비자가 GPS 시계를 광범위하게 채택하기 위해서는 두 가지 기술적 단계가 필요했습니다.

정말 유용하고 시장성있게되기 위해서는 GPS 시계가 먼저 시계처럼되어야했습니다. 그 시점은 마침내 2010 년경에 도달했으며 2012 년 현재 시장에 나와있는 다른 패션 시계와 같은 크기, 모양 및 일반적인 스타일의 GPS 시계를 구입할 수 있습니다. Epson이 2012 년 2 월에 출시 한 13mm (0.51 인치) 두께의 프로토 타입과 같은 일부 모델은 실제로 많은 비 GPS 스포츠 시계보다 작았습니다 [출처 : Tucker ].

크기가 작다고해서 기능이 적다는 것을 의미하지는 않습니다. 여기에서 GPS 시계가 유용한 교육 도구가되었습니다. 주어진 순간에 당신이 어디에 있는지 정확히 아는 것은 좋지만, 아무데도 한가운데 있지 않거나 알려지지 않은 페어웨이 한가운데 클럽을 선택하려고하지 않는 한 신청이 제한됩니다. GPS 시계 제조업체는이를보고 자전거 컴퓨터, 만보계 및 심박수 모니터와 같은 다른 스포츠 장치의 기능을 추가하여 제품의 다양성을 확장했습니다.

많은 GPS 시계는 작고 에너지 효율적인 시스템 인 ANT +와 같은 무선 신호를 사용하여 다른 장치와 동기화 할 수 있습니다. 이러한 추가 장치는 종종 생체 인식을 측정합니다. 심박수와 같은 신체 시스템 측정은 운동 선수가 운동 강도를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. GPS 시계에 포함 된 다른 센서에는 러너의 보폭 속도를 추적하는 신발 장착 케이던스 모니터와 라이더가 페달을 통해 가하는 힘과 바퀴 속도를 감지하는 자전거 장착 센서가 포함될 수 있습니다. 이 시계와 함께 제공되는 컴퓨터 소프트웨어를 통해 사용자는 시계에서 수집 한 운동 데이터를 무선으로 또는 USB 포트를 통해 다운로드 할 수 있습니다.. 키, 몸무게, 나이와 같은 기본 정보를 시계에 입력함으로써 기술에 정통한 운동 선수는 운동 선수 훈련 일지의 21 세기 버전 인 정확하고 스포츠 별 도구를 가질 수 있습니다.

위치와 생체 데이터의 이러한 조합은 GPS 시계를 비용 가치가있게 만드는 핵심 요소입니다. 그러나 많은 기술 장치 시나리오에서와 같이 사용 가능한 옵션에 압도 당하기 쉽습니다. GPS 시계 가격은 다양하지만 2012 년 초에 다양한 모델의 가격이 $ 100에서 $ 400 이상 이었지만 여전히 적은 비용이 아닙니다. 귀하의 필요에 가장 적합한 GPS 시계를 어떻게 선택할 수 있습니까?

급류 급류를 달리고 싶다면 요트를 사지 않을 것입니다. 같은 맥락에서 힘들게 번 돈을 지출하기 전에 GPS 시계가 예상 요구 사항을 충족하는지 확인하고 싶을 것입니다. 하나의 스포츠에 시계를 사용 하시겠습니까? 아니면 다양한 활동에 유용한 시계를 원하십니까? 시간이 지남에 따라 컴퓨터에 다운로드하여 추적 할 수있는 데이터에 더 관심이 있습니까? 아니면 현장에서 필요한 정보를 제공하는 장치를 선호하십니까? 길을 잃는 것이 위험 할 수있는 장소를 가거나 활동이 잘 표시된 트레일과 도로를 계속 유지합니까? 이 모든 질문에 대한 답변은 시계 선택 범위를 좁힐 것입니다.

예를 들어 마지막 질문을 생각해보십시오 . 오지로 방황하는 것을 좋아 하는 열렬한 등산객 이나 크로스 컨트리 스키어라면 이동지도 디스플레이가있는 GPS 시계를 사용하는 것이 확실히 도움이 될 것입니다. 다른 웨이 포인트와 관련이 있습니다. 이에 대한 절충점은 크기입니다.지도 세부 정보를 표시하는 데 필요한 더 큰 디스플레이는 주로 다음 마라톤 에서 분할을 추적하기 위해 가볍고 세련된 무언가를 원하는 경우 이러한 유형의 시계가 너무 번거로울 수 있음을 의미합니다 . [출처 : Geek.com]. 마찬가지로 스키어 나 산악 자전거를 타는 사람과 같은 견고한 스포츠 운동 선수는 터치 스크린 인터페이스가있는 시계를 피하고, 나뭇 가지에 예기치 않게 부딪혀도 재 보정되지 않는 세련된 버튼없는 모양으로 바꾸고 싶을 수 있습니다. 반면에 러너는 터치 스크린이 데이터를 빠르게 확인하는 데 완벽하다는 것을 알 수 있습니다.

GPS 시계 제조업체는 웹 사이트에 모델의 기능을 나열하여 전체 시장에서 기능과 가격을 비교하는 빠르고 쉬운 방법을 제공합니다. 하지만 검색 범위를 좁 히면 실시간 관점을 얻는 데 도움이됩니다. 지역 자전거 상점, 러닝 스토어 또는 하이킹 아웃 피터의 사람들과 이야기하고 친구들에게 GPS 시계에 대해 괴롭히는 것을 두려워하지 마십시오. 직접 얻을 수있는 팁과 실제 리뷰를 통해 선택한 활동을 보완하기 위해 올바른 구매를 할 수 있도록 준비 할 수 있습니다.

당신의 열정이 오지 하이킹, 바다 카약 또는 사냥과 같은 야외 모험이라면 기본적인 GPS 기능 의 이점 은 분명합니다. 이 작은 컴퓨터 는 사용자가 황야로 들어가 길을 잃을 위험을 줄이면서 다시 돌아올 수 있도록 맞춤 제작되었습니다. 지도와 나침반을 챙기고 사용 방법을 알고 있어야합니다. 모험 이야기는 최악의 순간에 죽어가는 GPS 배터리에 대한 이야기로 가득 차 있습니다.

스포츠 및 피트니스 지향 사용자는 길 찾기 기능을 사용하여 새로운 달리기 경로를 시도하거나 여행하는 동안 훈련 할 수도 있습니다. 그러나 이는이 첨단 교육 도구로 할 수있는 일의 표면에 불과합니다.

GPS 시계는 한때 연구자와 프로 운동 선수의 영역이었던 정밀도 수준으로 성과를 측정 할 수 있습니다. 하프 마라톤을 완료하는 데 걸린 시간을 아는 것은 좋지만 GPS 시계는 13.1 마일 (21.1km) 코스에서 가장 빠르고 가장 느 렸던 곳을 정확히 알려줍니다. 이러한 장치에서 거의 표준 인 데이터 다운로드 기능을 사용하면 각 실행을 비교하여 성능 추세를 확인할 수 있습니다. 마일 10 이후에 너무 많은 시간을 낭비하거나 작년 같은 코스에서했던 것처럼 빠르게 언덕을 오르지 않고 있다는 사실을 알게 될 것입니다.

성능에서 이러한 종류의 약점을 식별하면 GPS 시계의 결합 된 기능을 통해 즉각적인 피드백을 제공하여보다 구체적이고 효율적으로 훈련 할 수 있습니다. 예를 들어, 많은 사이클리스트들은 프리 시즌의 첫 부분을 길고 꾸준한 노력으로 심혈관 근력을 키우는 데 보냅니다. 이는 연말에 달리기 및 언덕 훈련의 혹독한 기반을 구축하는 데 도움이됩니다. 지각 된 노력 (운동 중에 느끼는 느낌)을 사용하여 "보통 페이스"를 추적하는 것은 기껏해야 변수 측정입니다. 그러나 심박수 모니터, 케이던스 센서 및 휠 속도 센서에서 데이터를 읽을 수있는 GPS 시계를 장착하고, 속도, 심박수 및 시간의 정확한 범위 내에서 노력을 유지하면서 라이딩의 모든 마일을 미세 조정할 수 있습니다. .

이러한 종류의 특정 훈련의 결과는 극적 일 수 있습니다. 시간이 넉넉하지 않다면 이제 매분 운동을 최대한 활용할 수 있습니다. 결과적으로 스포츠, 가족 및 일의 균형에 대해 걱정하는 시간이 줄어들 것입니다. 그리고 경기 일이 다가 오면 레이스 코스, 트레일 또는 트랙에서 자신을 얼마나 힘들게 할 수 있는지 정확히 알 수 있습니다. 이것은 더 열심히 훈련하는 것이 아니라 더 똑똑하게 훈련하는 데 도움이되는 기술입니다.

GPS 시계 작동 방식 : 저자의 메모

자전거로 빠르게 달리는 것에 대한 깊은 열정에도 불구하고 GPS 훈련 장치 캠프에 오는 것은 느 렸습니다. 나는 속도, 케이던스, 거리 및 심박수를 추적하는 컴퓨터를 사용하므로 완전한 미니멀리스트가 아닙니다. 그러나 몇 년 동안 나는 "GPS 관련"을 내가 현재 가지고있는 도구로 더 열심히 훈련하는 것만 큼 유익하지 않은 하나의 더 값 비싼 장치로 보았다. 사실, 핸들 바에 GPS 유닛을 묶은 상태에서 속임수를 쓴 자전거를 타는 사람을 능가 할 때마다 기분이 정말 좋다는 것을 인정합니다.

하지만 올해 여름 타임 트라이얼 시리즈에서 제 관점이 바뀌기 시작했습니다. 매주 나는 평평한 10 마일 코스에서 시계와 일대일로 싸우는 레이서 그룹에 합류했습니다. 시트와 핸들 바가 센티미터 단위로 조정되었습니다. 우리의 대화는 타이어 압력의 몇 PSI (예, ​​차이가 있습니다)와 헬멧의 통풍구를 닫는 공기 역학적 이점과 같은 신비한 세부 사항을 중심으로 진행되기 시작했습니다. 우리가 얻은 것 같습니다). 내 팀원 중 한 명이 시즌 내내 GPS 장치를 사용했고, 그의 속도가 어디에서 증가했는지, 일관성을 유지했는지, 떨어졌는지 정확하게 알 수있었습니다. 그는 이것을 자신에게 유리하게 사용했고, 내가 "아프다면, 당신은 옳은 일을해야한다"라는 철학을 충실히 고수하면서 코스의 어려운 부분에 정신적으로 준비했습니다.

우리의 경과 시간은 대부분의 주에 상당히 가까웠지만이 사람이 내 선배 인 7 년이라는 점을 고려해보십시오. 그는 강한 기수이지만, 나는 삐걱 거리지 않습니다. 나는 그가 그랬던 것보다 더 오래 스포츠에 빠져 있었고 내 자존심은 내가 그를 능가 할 수 있어야한다고 말한다. 나는 그가 Garmin으로 각 라이딩을 분석하는 데 소비 한 시간이 조금 더 효율적으로 줄어들 었다고 생각해야합니다. 총 몇 초 밖에 안되었을 수도 있지만, 전체 순위에서 4 위를 차지하는 데 필요한 전부였습니다. 그리고 내가 여전히 GPS 장치를 가지고있는 사람들을 만족스럽게 정기적으로 지나가는 동안, 그 자전거 한 대 (두 번 이상)를 지나치는 것만으로도 이번 시즌 GPS 클럽에 들어갈 수있을 것입니다.

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