viernes, 7 de marzo de 2014

Errores en longitudes y desniveles medidos con GPS

Errores en longitudes y desniveles medidos con GPS

Dado que últimamente he observado en algunos foros algo de controversia respecto a las mediciones de longitudes y desniveles acumulados con el GPS, me he decidido a escribir esta entrada para, en base a mi experiencia al respecto, intentar aportar algo de luz sobre el tema.

Vamos en primer lugar a conocer la precisión con que obtienen las coordenadas de posicionamiento los aparatos GPS. Posteriormente analizaremos los factores que afectan a dos conceptos a medir, longitudes y desniveles acumulados. Lo haremos por separado ya que su casuística es diferente, y sacaremos las oportunas conclusiones.

Precisión de medida de los GPS

La precisión de las señales GPS pueden variar bastante en función de muchos factores, pero que se resume en la calidad de la señal, que básicamente consiste en el número de satélites con el que se consiga conectar el GPS (a mayor número de satélites mayor precisión; hay un total de 24 satélites).

Esta mayor o menor calidad de la señal viene derivada de otros factores como puede ser encontrarse en interiores, en sitios "encajonados" en la que la visión del cielo sea reducida, estar a cielo abierto, o simplemente en la potencia de recepción de antena del propio aparato GPS.

En condiciones normales, en las que se recibe una buena señal, se podría decir que la precisión del posicionamiento es de unos 10-15 metros en cuanto a la posición en un plano, es decir que se puede equivocar hasta una distancia de esa magnitud. En cuanto a la altitud, los GPS tienen mucha menor precisión, y se sitúa en torno al doble de margen de error con respecto al posicionamiento en horizontal, es decir 20-30 metros.

No obstante, las ultimas tecnologías usan la tecnología del denominado GPS diferencial, que lo que hace, dicho de una forma fácil, es rectificar la medición obtenida con GPS mediante una corrección calculada en base al resultado obtenido para una medición conocida. Dicho para que todo el mundo lo entienda, tu aparato mide el dato de posicionamiento GPS y simultáneamente una instalación fija cuya posición es conocida ha medido también en ese instante su posición GPS y comparado con la posición real y por tanto manda la información de la corrección que hay que hacer. Tu aparato GPS recibe a la vez que la información de posicionamiento GPS la información de la corrección que hay que hacer. Con ello, tu aparato calcula la posición teniendo en cuenta la corrección.

Esquema de funcionamiento del GPS diferencial

La precisión obtenida con el GPS diferencial aumenta muy considerablemente y se puede llegar, según las condiciones, a una precisión de hasta tan solo 2 metros de error. En este caso en altitud hablaríamos de 4 metros, ya que hemos visto antes que el margen de error es aproximadamente el doble.

Otro avance en los GPS más modernos es el poder utilizar tanto el posicionamiento con los satélites GPS como el posicionamiento con el sistema de satélites rusos glonass (similar al GPS, también consigue el posicionamiento mediante otros 24 satélites). Mediante la combinación de ambos sistemas se consigue también una precisión de hasta tan solo 2 metros de error. En altitud, como siempre hablaríamos del doble, 4 metros. Este sistema además consigue un primer posicionamiento más rápido.

Por último, en cuanto a altitudes, tenemos también una mejora de precisión con los GPS barométricos. Aquí entra en juego también la precisión del sistema barométrico del GPS. Lo que hacen estos GPS es medir la altitud barométrica como cualquier altímetro. Normalmente ellos solos se calibran al encenderlos, midiendo la altitud inicialmente con GPS y usándola para el calibrado; a partir de ahí, una vez calibrado, el GPS ya usa la medición barométrica para la medición de la altitud hasta que se vuelva a apagar o vuelva a hacer otra calibración. Es conveniente encenderlos al menos unos diez minutos antes de usarlos para que se vayan calibrando. La precisión barométrica puede rondar normalmente entre 1 y 5 metros.

La pregunta del millón es: si tenemos una precisión barométrica de menos de 4 metros, mejoramos con respecto al GPS de precisión (a partir de ahora usaré el término GPS de precisión para referirme tanto al que usa GPS diferencial como al que se combina con el sistema glonass, en ambos casos con precisiones similares), pero si no es así... ¿qué ventajas obtenemos de la medición barométrica?

Pues muy fácil. En primer lugar normalmente estos aparatos intentan con la medición barométrica mejorar la precisión de la medición GPS o GPS de precisión en condiciones normales, porque si no no tendría demasiado sentido y normalmente mejoran esos 4 m de precisión. Pero aun si no fuera así hay una mejora adicional considerable y es que cuando la señal es mala, la precisión de la medición tanto GPS como GPS de precisión empeora considerablemente mientras que la precisión barométrica normalmente no se ve afectada.

Como resumen podríamos considerar que tenemos:
  • Aparatos GPS convencional: precisiones de hasta 10-15 m en posicionamiento horizontal y 20-30 m en altitud
  • Aparatos con GPS de precisión (diferencial o combinado con glonass): precisiones de hasta 2 m en posicionamiento horizontal y 4 m en altitud
  • Aparatos con GPS de precisión y altímetro barométrico: precisiones de hasta 2 metros en posicionamiento horizontal y 1-3 m en altitud
Los móviles suelen pertenecer a la categoría que he denominado "aparato GPS convencional", salvo algunos modelos de última generación que ya empiezan a llevar el GPS de precisión. Ojo, no hay que confundir el AGPS (Asisted GPS) que tienen la mayoría de los móviles, con el GPS diferencial. El AGPS no es más que un sistema que usa la red de telefonía móvil para localizar más rápidamente los satétiles GPS. El AGPS tiene consumo de datos, a diferencia del GPS normal, y su única utilidad es conseguir más rápidamente la primera localización tras encender el GPS.

Por contra, los aparatos específicos GPS suelen pertenecer a las otras dos categorías, siendo los modelos más básicos los que no tienen altímetro barométrico.

También hay móviles de gamas superiores que usan GPS barométricos. 

Una vez vista la precisión del posicionamiento de los aparatos pasamos ahora a las mediciones de longitudes y posteriormente a la de los desniveles acumulados.

Medición de longitudes

La medición de longitudes no es más que la toma de datos de posicionamiento cada cierto tiempo o cada cierta distancia y luego ir sumando la distancia entre ellos. La sucesión de puntos así tomados constituyen lo que denominamos un "track", pues van marcando el recorrido en cuestión.

En primer lugar, lógicamente la precisión del GPS toma un cierto papel en los errores que se obtengan al final, pero a lo mejor es un papel mucho más reducido de lo que en un primer instante pudiera parecer si los errores obtenidos son predominantemente constantes en magnitud y dirección, como es relativamente frecuente que pase. Digamos que si en un punto te está midiendo que estás 5 metros más al este de lo que realmente estás y en el siguiente punto te está midiendo igualmente 5 metros más al este de lo que realmente estás, al final la distancia acaba siendo correcta a pesar de los errores de posicionamiento. Por ello, este factor solo hay que tenerlo en cuenta muy relativamente.

Caso aparte merece cuando te metes en sitios encajonados, como algunos cañones, por ejemplo la Ruta del Cares en su mitad hacia Caín. La precisión del GPS baja notablemente e incluso puede llegar a perderse la señal. En este caso los puntos medidos tendrán bastante error y si se quiere obtener un track decente habrá que retocar el posicionado de los puntos sobre un mapa o una imagen satélite georeferenciada, usando un ordenador.

Pero olvidémonos ya de momento de la precisión de medida de los puntos por los GPS.

Obviamente, cuanto más seguidos tomemos los puntos más precisión obtendremos en la distancia recorrida. Es evidente que si tomamos puntos muy espaciados ocurre frecuentemente que si por ejemplo doblamos la esquina de un edificio y el GPS mide un punto antes de doblar la esquina y el siguiente una vez doblada la esquina, al calcular las distancias se interpretará que has atajado atravesando el esquinazo del edificio. Por ello, cuanto más espaciados estén los puntos más error acumularemos, midiendo una distancia menor que la realmente recorrida.

Un ejemplo un poco exagerado del efecto de "recorte de esquinas"

En muchos GPS es posible especificar cada cuanto tiempo se quiere que se realice la toma de puntos. Si se toman puntos muy separados obtendremos más error y si se toman puntos excesivamente juntos obtendremos un "track" inmanejable con un número muy elevado de puntos. Por ello hay que buscar un equilibrio.

Otro caso a tener en cuenta son las paradas. Si estamos parados un largo rato en un mismo sitio, el GPS seguirá tomando puntos aunque no nos movamos. Debido al error de posicionamiento del GPS, aunque estemos sin movernos en un mismo punto, nos irá midiendo unas veces dos metros más para allá, otras dos metros más para acá... dando un track que en ese punto hace como un borrón de líneas como si tuviéramos el baile de San Vito. Eso ocasiona que se mida más longitud recorrida que la realmente realizada.

En la práctica, si estamos midiendo un trayecto de correr normalmente no tendremos el efecto de las paradas pero sí el de "recortar esquinas", así que siempre se medirá de menos. En el caso del senderismo, predominará el aumento de longitud debido a las paradas y dependerá de la cantidad de tiempo que estemos parados en las mismas. En el caso de la bicicleta normalmente predominará el "recorte de esquinas", aunque puede darse el caso que estemos mucho tiempo de paradas y suframos el efecto de éstas en el track.

Un ejemplo real de cómo queda registrada una parada

La buena noticia es que el tema de las paradas tiene una solución relativamente fácil. La mayoría de los programas de manejo de tracks permite filtrar los mismos eliminando los puntos cuya distancia (o cuyo tiempo transcurrido) con respecto al anterior sea menor que un valor. Por ejemplo, haciendo que elimine los puntos cuya distancia con el anterior sea menor de 5 metros (consideramos que hemos usado un GPS de precisión) probablemente haremos una limpieza bastante buena sin meter demasiados "recortes de esquinas".

En el aspecto práctico, en senderismo realmente no he hecho comparaciones entre mediciones reales y del GPS, pues haciendo la "limpieza" de las paradas que he comentado y teniendo en cuenta que se va despacio y por tanto el efecto "recorte de esquinas" no es muy notable, el dato que se obtiene tiene una precisión más que suficiente para lo que se quiere. En caso de recorridos en bici normalmente se perderá algo de distancia por el recorte de esquinas, pero tampoco excesivo, pues normalmente con la bici describes curvas amplias, y además tampoco buscas una precisión muy grande en la medida de distancias. En mi caso he medido diferencias de unos 2 km en una distancia de unos 70 km entre un GPS diferencial y el velocímetro de la bici, pero no descarto que tenga que revisar algo el ajuste del velocímetro de la bici y realmente el error de la distancia con el GPS sea algo menor.

En carreras la situación cambia radicalmente. Aquí si que solemos buscar algo más de precisión, para poder comparar tiempos y ritmos. Nos interesa saber con cierta exactitud la distancia recorrida para poder calcular si hemos ido por ejemplo a un ritmo de 5 min 10 seg el kilómetro o si han sido 5 min 40 seg. En definitiva sí que nos interesa mayor precisión. A ello se une que en estos casos se produce con mayor intensidad el efecto de "recortar esquinas". Y por si fuera poco, no solemos ir con un aparato específico GPS de precisión, sino que habitualmente solemos usar un móvil con un GPS básico. Además, las aplicaciones de móviles para estos menesteres normalmente son muy básicas y tampoco permiten muchos ajustes. En relación a todo esto, puedo contar mi experiencia con el móvil y el programa Runtastic he llegado a obtener mediciones del orden de 400 metros de menos, o incluso más, por cada 10 kilómetros de carrera; no es un problema específico de Runtastic ya que con otros programas similares también he obtenido resultados similares. Como se ve, las mediciones en general son poco útiles para lo que se busca en este caso.

Obviamente, en el caso anterior cuanto más recto sea el recorrido y menos "esquinas" tengas menos error se acumulará.

Otra cosa a tener en cuenta es que en carreras de montaña, senderismo o bicicleta con fuertes desniveles se añade el factor de que la distancia real, en 3D, es decir considerando las pendientes, es mayor que la distancia proyectada sobre un plano que es la que suelen medir muchos programas, considerando solo la "x" y la "y" del punto correspondiente pero no la altura. Para que se entienda, en un ejemplo ficticio en que se suban 100 metros totalmente en vertical, la distancia sobre plano indicaría que no te has movido del sitio, es decir que has recorrido 0 metros, pero la distancia real o 3D indicaría que has recorrido 100 metros. Los programas más sofisticados sí que son capaces de calcular esa distancia real o en 3D.   

Medición de desniveles acumulados

Aquí la cosa es algo distinta, puesto que en primer lugar entra en juego el factor de la precisión de la altitud de los diversos puntos y en segundo lugar el método usado por el programa correspondiente para calcular los desniveles acumulados.

En cuanto a la precisión de la altitud de los puntos no vamos a volver a repetir lo de antes. Simplemente que con un GPS que no sea de precisión los datos obtenidos no van a tener mucha precisión y por tanto el calcular desniveles acumulados en tal caso puede dar como resultado cualquier cosa. Por ello vamos a hablar a partir de ahora solo de los GPS barométricos, o como mínimo con tecnología GPS de precisión.

Aquí ya no tenemos el problema de "recorte de esquinas", aunque sí el de las paradas, pero no es necesario hacer un filtrado de las paradas como el que he indicado antes ya que lo va a hacer el propio programa que calcula los desniveles acumulados al calcularlos.

Los programas que calculan los desniveles acumulados de los tracks lo que hacen es ir comparando la altitud de un punto con el anterior y la diferencia si es positiva la va acumulando al cálculo del desnivel acumulado positivo y si es negativa al del desnivel acumulado negativo. Como los correspondientes diseñadores de dichos programas son conscientes de que a veces las variaciones de altitud de un punto a otro se deben al error de precisión del altímetro, entonces lo que hacen es que si es un valor menor que un cierto límite establecido lo consideran como un error y desechan ese punto para el cálculo cogiendo el siguiente punto y comparándolo otra vez con el punto desde donde estaba calculando.

Con eso ocurre que, por ejemplo, si un punto sube 2 m con respecto al anterior y es desechado y el tercer punto sube 8 metros con respecto al segundo, se medirán 10 metros de desnivel con respecto al primero aunque el segundo punto se haya desechado, pero si el tercer punto mide 2 metros menos de altitud menos que el segundo, al desechar el segundo punto se obtiene que del punto 1 al 3 no se ha ganado ni perdido altitud ni se ha acumulado desnivel al haberse considerado la variación de altitud del punto dos como un error de precisión.

¿Cuál es el valor límite que debemos usar en esos casos? Pues depende. En primer lugar, hay aplicaciones que no permiten variarlo o que usan sus propios métodos de cálculo como en el caso del "BaseCamp" de Garmin, pero en el caso de los programas que permita establecer dicho valor deberemos considerar que si ese límite es muy alto acabaremos filtrando ondulaciones del terreno que existen realmente y que por tanto deben sumarse como desniveles acumulados, y si es muy bajo acabaremos sumando como desnivel acumulado las desviaciones por error de medición de altitud del GPS. Si estamos usando un GPS barométrico, normalmente un valor límite de 2 o 3 metros se ajustará bastante a la realidad, y si no es barométrico es posible que debamos subir algo más ese límite. Estos programas normalmente permiten representar un perfil del track, a través del cual por su aspecto podremos detectar errores de posicionamiento en altitud del GPS y corregirlos ya sea con filtros o sea "a mano" punto por punto.

Un perfil en el que se aprecian numerosos saltos por desviaciones debido a errores en medición de altitud

De cualquier modo, los resultados obtenidos en desniveles acumulados, vistas las precisiones, niveles de "filtrado", etc, deben tomarse nada más que como aproximados, pudiendo variar fácilmente un 5% o incluso más.

Pendientes máximas y mínimas

Aunque inicialmente no lo tenía pensado abordar en esta entrada, al final me he decidido a incluir también un apartadito para el caso de cálculo de  pendientes máximas y mínimas. En este caso las pendientes se miden entre dos puntos que  tengan una separación mínima, por que si no, por ejemplo un escalón ya daría una pendiente totalmente vertical, eso ya sin entrar en los errores de posicionamiento en altitud que ya hemos visto.

En mi experiencia, por debajo de cierta separación entre puntos empieza a perder sentido en cuanto a que tampoco tiene interés adoptar como pendiente máxima por ejemplo una rampa de tan solo 2 metros de longitud y además se quiere evitar que el margen de error de posicionamiento pueda desvirtuar mucho el valor. Después de probar en numerosos tracks diversos valores llegué a una primera conclusión de que, siempre hablando de un GPS barométrico o al menos GPS de precisión, el valor de 50 m parecía el más correcto, tanto conceptualmente (considerar tramos de 50 metros como unidad mínima de lo que puede considerarse una rampa) como en que los resultados obtenidos no resultaran alejados de lo que pudiera parecerme la realidad. Sin embargo, a posteriori alguna vez he comprobado cómo con esta longitud de 50 metros el perfil de la ruta me daba las pendientes máximas en un lugar distinto al que se apreciaba claramente en la realidad, por lo que al final he optado por reducir esa distancia a 25 metros, obteniéndose así un resultado acorde con la realidad observada.

Lógicamente, el usar valores más altos, como los 250 m que recomienda alguna aplicación que he usado, me resulta excesivo y supone que se dejen de medir rampas significativas de menos de 250 m de longitud, que quedan con su valor de pendiente "suavizado" por debajo de la realidad al estar prorrateado con el resto del tramo que completa los 250 metros.

Las pendientes máximas y mínimas solo las considero en caso de carreras y de bicicleta, pues en el caso de senderismo acaban por carecer de sentido.

En cuanto a las pendientes medias de ascenso y descenso, éstas realmente están asociadas a los desniveles acumulados positivo y negativo de los que ya he hablado, pues se trata simplemente de dividir dichos desniveles acumulados por la longitud en que se producen.

Configuración y uso de los aparatos GPS

Como remate final me gustaría, una vez visto todo lo anterior, hacer alguna breve recomendación en cuanto al uso y configuración de los aparatos GPS para la grabación de tracks.

Lo primero de todo es evidente: activar el glonass, el gps diferencial o cualquier otro sistema que ayude a que el posicionamiento sea más preciso. Son cosas que creo que deberían estar activadas por defecto, pero curiosamente no siempre es así, como es el caso de mi GPS de montaña, así que es conveniente comprobarlo.

Muchos aparatos GPS pueden configurarse en cuanto a la frecuencia de toma de puntos, tanto por distancia como por tiempo. Si prefieres limitarlos por tiempo o por distancia debes de calcular el número de puntos que te saldrían para tener un track suficientemente detallado y a la vez con una cantidad de puntos que no se vuelva inmanejable.

Por ejemplo, si vas a grabar una ruta que calculas que te va a llevar 7 horas, si lo pones que te grabe cada 1 segundo te saldrá un track de más de 25.000 puntos, lo cual es algo exagerado. Si lo pones cada 5 segundos te saldrán más de 5.000 puntos, lo cual es algo más razonable, aunque también un poco alto, y si lo pones cada 10 segundos te saldrán unos 2.500 puntos que ya es un track algo más "normal". Si lo hacemos con distancias haríamos algo parecido, teniendo en cuenta que no tienen sentido mediciones de menos de 2 o 3 metros ya que están por debajo de la precisión de posicionamiento GPS.

Pero si el aparato tiene esta posibilidad, este valor suelo dejarlo en una opción definida como "óptimo" (en mi aparato, en otros puede tener otro nombre) en cuanto a que el propio aparato decide qué puntos va tomando conforme a algún tipo de criterio programado teniendo en cuenta tanto el tiempo como la distancia. Esto me parece mejor que limitarme a uno de los dos criterios, ya que considerando solo distancias dejaría de medir cuando estamos parados (aunque eso tampoco tiene por qué ser malo) y considerando solo tiempos los puntos tendrán muy distintos espaciamientos en función de la velocidad de recorrido que llevemos en cada punto teniendo exceso de puntos cuando vayamos más despacio y/o puede que pocos cuando vayamos más deprisa. Con la opción de "óptimo" los resultados obtenidos en mi caso suelen ser suficientemente buenos en cuanto al número de puntos.

No obstante, sobre todo en el caso de recorridos a pie yo últimamente suelo aplicar por sistema un filtrado al track obtenido eliminando los puntos con distancia menor a 3 metros, lo que elimina bastantes "impurezas" del track sin perder precisión (recordemos que la precisión de posicionamiento del GPS de precisión suele rondar los 2 metros).

En cuanto al altímetro, los GPS barométricos pueden tener la opción de configurarlos para que la altitud la coja barométricamente (en mi GPS esta opción viene definida como "altura variable"), del posicionamiento GPS (en mi GPS esta opción viene definida como "altura fija") o incluso del propio mapa que tengas cargado si es que éste es 3D y tiene información de la cota Z. Teniendo la posibilidad de que la medida sea barométrica me parece absurdo obtenerla de un mapa 3D cuya precisión en altitud muchas veces suele ser mucho peor: la información de la cota Z en estos mapas no suele venir directamente de las curvas de nivel sino de la información de una cuadrícula de puntos con un espaciamiento entre ellos relativamente grande (para lo que se pretende) y por tanto no pueden recoger con suficiente precisión la altitud de cualquier punto intercalado en esa malla, y mucho menos en orografías muy abruptas. Con respecto al posicionamiento GPS ya hemos visto que su precisión en altitud suele ser peor y precisamente por eso se dota al aparato del barómetro.

Pero existe el pequeño inconveniente de la calibración inicial del altímetro al de iniciar la ruta. En estos aparatos barométricos suelen poderse poner la opción del calibrado automático, y con unos escasos minutillos de espera antes de iniciar la ruta suele bastar para que se produzca ese calibración. Sin embargo, haciendo esto he notado frecuentemente un hecho curioso, que es que haciendo una ruta circular resulta que en el inicio y en la llegada en el mismo punto marca a lo mejor una altitud distinta que a veces puede rondar unos 10 metros de diferencia pero otras veces incluso más, cuando evidentemente debería ser la misma; es una cosa quizás de relativamente pequeña magnitud pero que da mucha rabia pues evidencia que las cosas no han encajado del todo. Observando el perfil de la ruta se descubre que es como si al inicio se hubiera calibrado automáticamente el altímetro con una información no del todo correcta o precisa y luego conforme se va desarrollando la ruta se va corrigiendo. No sé si es un problema general o solo de la marca de mi GPS, pero la solución es bien fácil y se realiza rápidamente: si conoces la altitud exacta (sitios de altitud conocida o por ejemplo si haces rutas en bici frecuentemente desde el mismo sitio, o la del portal de tu casa y todavía no te la sabes ya estás tardando...) introducirla directamente como calibración manual del altímetro, y si no la conoces, consultar la altitud de tu posición actual a través de las curvas de nivel que se ven en el propio mapa del GPS. Esa calibración manual no significa que debáis desactivar el calibrado automático, sino que es como una ayuda inicial al mismo pero el GPS debe seguir en calibrado automático. A mí esto ya me ha dado un resultado prácticamente perfecto (frecuentemente menos de un par de metros de diferencia) y sin esos problemas.

Esa es mi experiencia y espero que os sea de utilidad.

17 comentarios:

  1. Hola amigo Solo dos pequeños apunte, los dispositivos mas modernos de posicionamiento son compatibles ademas de con los sistemas gps ( propiedad del gobierno de los EE.UU) 24 satelites.
    Con el sistema glonass (sistema de posicionamiento ruso) 24 satélites en activo.
    Y los teléfonos de gama alta llevan la mayoría sistema barométrico ademas de ser compatibles con los satélites glonass, por mi experiencia con sistemas de posicionamiento en teléfonos móviles el barómetro tienes que estar calibrado, si no varia en mas de 50 metros de diferencia la altura.
    Un saludo y gracias por el post es muy útil ;)

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    1. Hola jose. Mil gracias por tu aportación. No sabía muy bien lo que era el Glonass y me has hecho ponerme un poco al día; de hecho pensaba que podría ser uno de los sistemas de GPS diferencial. En cuanto a los GPS barométricos efectivamente se tienen que calibrar, pero al menos los que conozco se calibran solos con la señal GPS, aunque también los puedas calibrar manualmente. Lo único es que conviene encenderlos por lo menos diez minnutos antes de empezar a usarlos para que se vayan calibrando. Completaré la entrada con toda esta información. Saludos!

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  2. Hola Javi. Muy bueno el artículo. ¡Enhorabuena!
    Solo decir que en el mundillo de los GPS el tamaño si importa, sobre todo el de la antena de los receptores. Puede ser muy grande la diferencia en la precisión de uno pequeño de muñeca o de un móvil a uno grande.
    Por otro lado los GPS siempre tienen variaciones de cobertura, por eso cuando estás parado siguen grabando puntos cercanos como si estuvieses ligeramente en movimiento. El problema es que esas mismas variaciones las tiene también cuando graba la altura. Esas variaciones son más grandes cuanto menor es la cobertura, como en bosques, valles profundos, o incluso en días muy nublados. De ahí que los que no tienen altímetro siempre miden desnivel acumulado de más. Aunque los barómetros también tienen variaciones por la diferencia de presión atmosférica (puede que por eso no te coincida la altura al principio y final de ruta) pero no tanto como los aparatos sin barómetro. Vamos, que si solo quieres saber la altura a la que estás, un GPS normal tiene bastante precisión. Pero si te interesa saber el desnivel acumulado, mucho mejor con altímetro barométrico.

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    1. Hola, ¡muchas gracias! Efectivamente hay sitios donde la cobertura es difícil y el GPS pierde precisión, como en valles muy encajonados. Además, por lo visto la medición de altura es mejor cuanto más hacia el horizonte esté el satélite y menos en la vertical, con lo que en estos valles encajonados encima pierdes los satélites que mejor información de altitud te pueden dar. El altímetro barométrico evita este problema. Tengo en cuenta todo para ir actualizando y mejorando el artículo.

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  3. Hola Javier,

    Interesantísima información la aportada aquí por ti y los comentaristas. Lo tendré en cuenta con mi nuevo GPS, que incorpora altímetro barométrico.

    Un saludo,

    Miguel

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    1. Hola Miguel. Muchas gracias por tus comentarios!

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  4. enhorabuena por el artículo...

    me gustaría enlazar un pequeño experimento que hemos hecho en el blog zitaSport entrenando con varias APPs a la vez. El resultado explica muy bien que las APPS deciden cada cuanto tiempo graban un dato:
    http://blog.zitasport.com/2569/2014/10/08/entrenar-con-6-apps-la-vez/
    http://blog.zitasport.com/2591/2014/10/09/6-apps-la-vez-la-explicacion/

    También querría poner en común lo siguiente: no puedo confirmar la información, pero en algún sitio he leido que Google Maps ya tiene una cota Z por cada cota XY del planeta, de tal forma que la altitud (que no altura) se podría obtener en base a los datos XY buscando la correspondiente Z ¿sabeis algo más de esto?

    Por otra parte, ¿podríais poner algunos ejemplos de smartphone con GPS barométrico? es por puro desconocimiento, pero me parece muy interesante.

    Y por último, creo que hay una variable muy importante pendiente de analizar, son las correcciones de error a través del filtro de Kalman, que tan buen resultado ha dado a Garmin históricamente. Hay mucha diferencia entre analizar unos datos "brutos" del GPS, por ejemplo en EXCEL de hacerlo en Garmin Connect o en Runtastic. ¡UN MISMO TRACK DA MEDIDAS TOTALMENTE DIFERENTES!... empezando por la selección de los puntos, como bien comentas en el artículo, pero siguiendo por la corrección automática de puntos a través de los algoritmos derivados de dicho filtro...

    un fuerte abrazo desde el blog zitaSport

    saludos

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    1. Hola, muchas gracias.
      En relación a la coordenada Z de google maps, al menos Google earth sí que la tiene, y entiendo por tanto que también google maps. El problema de los mapas con coordenadas z es que al final lo que tienen es una malla de coordenadas z con un cierto espaciado y si tú quieres saber una coordenada z de un punto que pilla entre medias, que es lo habitual, entonces se hace un cálculo de la z por interpolación. El resultado de ese cálculo no es muy preciso ni fiable como puedes suponer, especialmente en zonas con la orografía muy abrupta; solo podría considerarse como una estimación un tanto burda.
      En relación a los smartphones con GPS barométrico, no estoy muy puesto en modelos, pero según tengo entendido el barómetro suele estar presente en las gamas altas y a veces en las medias. Creo, a modo de ejemplo, que el Samsung Galaxy S4 lo lleva.

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    2. Me he quedado con la respuesta cortada...
      Respecto a los sistemas de postproceso de datos de los tracks, hay muchos. Ya he hablado por ejemplo de los filtros más simples y fácilmente configurables, pero lógicamente, hay también algoritmos un poco más enrevesados. La realidad es que hay datos que claramente se ve que son erróneos, pero otros no está tan claro que una pequeña variación sea producto de una desviación de la medición o sea de la orografía real; es imposible distinguirlo y por tanto los filtros y algoritmos en unos puntos acertarán y en otros lo que harán es suavizar el perfil más de la cuenta.
      Saludos

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  5. Hola, buen día:
    Edito la web videomapa.es dedicada a visualizar caminos y ruta de ibiza. Como podéis observar en la página de alguna “subida” aparecen en pantalla los porcentajes de elevación del trayecto.
    Para mayor exactitud compré el etrex30 gsmap64s, pero me da problemas pues en ocasiones los datos no se corresponden con la realidad. Marca desnivel positivo cuando es negativo etc. el altímetro lo tengo configurado en “calibración automática” y “altura variable”. Lo calibro al lado del mar cada vez que lo inicio.
    Observando los puntos del track me doy cuenta de que en un tramo de la carretera que se ha variado el trayecto, los puntos de altitud se incrementan cuando deberían disminuir pues en el nuevo trazado es cuesta abajo. ¿Es posible que el gps calcule una media entre la altitud que marca el altímetro barométrico y los datos que extrae de algún mapa? Es una posibilidad que se me ocurre para explicar ese incremento de altitud cuando los datos de gps y altímetro barométrico deberían indicar una disminución de la altitud. ¿Se solucionaría si desmarco “calibración automática”?
    Estos desfases se produce solo en escasos y pequeños tramos pero son tan evidentes que hacen desconfiar a los usuarios de la veracidad de los demás datos del recorrido.
    saludos cordiales
    José Talaván

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    1. Hola José. Entiendo que lo tienes en calibración automática por defecto, pero realmente haces la calibración manual al lado del mar; por ello, el tener marcada la calibración automática no te debería influir, pues no la debería usar al haber hecho la calibración manual. Al tenerlo en modo "altura variable" las mediciones de altitud las hace con el barómetro, más fiable en mi opinión que por satélites. Por tanto, todo lo haces correctamente. Es normal que midiendo altitudes en el perfil salgan algunos pequeños "picos" arriba o abajo. A mí también me pasa y desconozco por qué se producen, quizás por pequeñas perturbaciones de presión que le lleguen al sensor; pero en cualquier caso son pequeñas "vibraciones" que básicamente no alteran el conjunto del perfil. Si el perfil se desvía claramente de la realidad entonces lo único que se me ocurre es que el sensor de presión del altímetro esté mal y funcione defectuosamente.
      Si tienes problemas graves con el altímetro barométrico y usas el GPS en espacios muy abiertos al cielo entonces una solución es ponerlo en modo altura fija, para medir las altitudes con los satélites y olvidarse del barómetro. Perderás precisión y estabilidad, pero al menos es una alternativa al fallo del barómetro.
      Saludos

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  6. hola buenas tardes como puedo calcular o corregir una medicion con gps en una pendiente que va desde 0 25%, lo digo por lo siguiente. fui con un tecnico de una institucion publica a medir una parcela y mi sorpresa es que la medicion arrojo como resultado 1,4 hectareas, lo cual no concuerda con una medicion realizada con cinta metrica la cual da como resusltado 3,0 hectareas, supongo que debe haber un factor de correccion por la prndiente del terreno y me gustaria saber cual seria o cual es el metodo a aplicar en estos casos

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    1. Hola José. Espero haberte entendido bien. La diferencia entre la superficie real y la proyectada no puede ser tan alta como indicas, para una pendiente del 0,25%, así que una de las dos mediciones debe ser incorrecta. Para sacar la superficie proyectada de la real debería multiplicar esta última por el cos(arctg(0,25/100)), que es casi 1. Con una pendiente tan baja la diferencia es casi insignificante. Saludos

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  7. Hola Javier buen día, tengo una duda. ¿En una pendiente de 2 kilómetroS con un angulo constante, puede variar la distancia medida en dicha pendiente entre: GPS, GPS preciso y GPS preciso barométrico?

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    1. Hola Emele. Si la pendiente no es excesivamente alta, el efecto de la precisión de la altimetría no producirá un aumento significativo del error en las distancias, y por tanto entre GPS preciso y GPS preciso barométrico no debería haber una vaiación significativa de la medición de distancia. Por su parte, entre GPS normal y GPS preciso la variación se corresponderá con la diferencia de precisión en planimetría, mientras que la diferencia de precisión en altimetría no tendrá una influencia significativa.
      Saludos

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  8. Excelente información, me sirvió de mucho, gracias!

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    1. Muchas gracias, Alex, por tu reconfortante comentario y agradecimiento. Saludos

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