Як #GPS-годинник перетворює спортсменів на атлетів, що приймають рішення на основі даних
Можливо, вам цікаво, що відбувається, коли ви надягаєте на зап’ястя комп’ютер. Це звучить як наукова фантастика, але це реальність. Подумайте про своє тренування. Чи знаєте ви точно, скільки зусиль ви прикладаєте? Чи заощадили б ви час, якби кожен крок, гребок у каяку та поворот педалі були відрегульовані для максимальної ефективності? Чи приймали б ви розумніші рішення чи отримували більше задоволення, якби могли подивитися вниз і побачити точну навігаційну інформацію та дані про погоду, не дістаючи телефону?
Якщо ви не жили в печері останніх 10 років, то знаєте, що це не просто рекламний шум. Технологія глобальної системи позиціонування (GPS) зробила революцію у тому, як ми рухаємося світом. Не магія. Це мережа із 24 супутників, що обертаються навколо Землі. Ці супутники одночасно передають власні сигнали. Приймач (у літаку, автомобілі, стільниковому телефоні тощо) уловлює ці сигнали.
Щоб отримати фіксацію позиції, потрібно прийняти сигнали як мінімум від трьох супутників. Чотири – краще. Ця інформація дозволяє вашому пристрою обчислити широту, довготу, швидкість та висоту. Точність зазвичай становить кілька футів чи метрів. Така точність є дуже сильним інструментом.
Виробники роблять усілякі речі з цією колись секретною військовою технологією. У нас з’явилися найкращі навігаційні інструменти. Наші стільникові телефони доставляють рекламу до наших кишень на основі інформації про місцезнаходження. Але найбільша зміна відбулася у спорті. Компанії випускають потік пристроїв GPS розміром із годинник. Створені для спортсменів та любителів активного відпочинку на природі.
Це більше, ніж іграшки. Це комп’ютери, завантажені даними, що залежать від розташування. Тепер ви можете купити GPS-годинник, який повідомляє вам, де ви знаходитесь на планеті, протягом декількох хвилин після відкриття коробки. Але вони не просто кажуть: “Гей, дивись, де я”. При базовому розумінні того, як працюють ці пристрої, ви можете тренуватися старанніше та покращувати свої результати. Майбутнє спорту вже не просто наближається. Воно на вашому зап’ясті.
Історія технології GPS
Як #GPS перетворився з військового секрету на портативну необхідність
Історія глобального позиціонування починається не з модних смартфонів. Вона починається з паніки часів холодної війни. Коли Радянський Союз запустив «Супутник» у жовтні 1957 року, в американських вчених виникли серйозні турботи. Їм треба було відстежувати цей новий супутник, але вони шукали щось важливіше, ніж спостереження.
Дослідники з Прикладної фізичної лабораторії Університету Джонса Хопкінса, зокрема доктора Вільям Гайєр та Джордж Вайффенбах, прислухалися до радіосигналів, що походять з орбіти. Вони помітили закономірність. У міру віддалення супутника від станції сигнал розтягувався. У міру наближення сигнал стискався. Це був прояв ефекту Доплера. Вимірюючи величину зсуву частоти, можна було обчислити орбіту супутника.
Дослідник тієї ж лабораторії Френк МакКлюр отримав осяяння. Математика працює в обидві сторони. Якщо знати розташування супутника, можна визначити своє місце на землі.
«Точно стежачи за супутниками на відомих орбітах і оцінюючи доплерівський зсув сигналу, люди на землі можуть визначити своє місце розташування в будь-якій точці, де вони можуть приймати сигнал».
ВМС США перейняли цю ідею та впровадили її. До 1964 навігаційні супутникові системи ВМС почали активно направляти кораблі. Система була громіздкою. Це було обладнання воєнного класу. Але вона працювала.
Перехід до вимірювання часу сигналу
1970-ті та 1980-ті роки стали періодом підвищення складності технологій. Військовим було недостатньо просто знати, де перебувають кораблі. Їм була потрібна точність. Надійність. Швидкість.
Базова технологія продовжувала розвиватись. Ранні системи покладалися на зрушення доплерів. Нова система перейшла до тріангуляції з урахуванням часу проходження сигналу. Концепція дуже проста. Що довше сигнал іде від супутника до приймача, то далі знаходиться супутник. Вимірюючи час проходження, можна отримати набагато чіткішу картину розташування.
До 1980-х років GPS став стандартним інструментом у всіх родах військ США та їх союзників. Потім уряд відкрив доступ. Почалося громадянське користування.
Проблеми з точністю
Саме тут ранні користувачі стикалися із розчаруванням. Перші цивільні GPS-пристрої були розміром з цеглу. Вони були тяжкі. Їх брали із собою, якщо вони були потрібні. Їх не можна було покласти до кишені.
Але портативність була головною проблемою. Точність.
Введення військової функції під назвою «дизеринг» (dithering) було спрямоване на захист стратегічних інтересів. Дизеринг був навмисне втручання в сигнали часу супутників. До даних додавався шум. Неповноважні користувачі, тобто широка публіка, не могли декодувати чисті сигнали.
Результат? Точність цивільного GPS була обмежена приблизно 300 футів (100 метрами).
Спробуйте уявити навігацію містом з такою великою похибкою. Ви можете опинитись не на тій дорозі. Або у неправильної будівлі. Лише 2000 року уряд США вирішив відключити дизеринг.
Після цього перемикача точність різко зросла. Раптом GPS став справді корисним для всіх. Можна стежити за своєю швидкістю. Знаходити точне місцезнаходження. Отримувати покрокові вказівки без припущень.
Неймовірно маленькі GPS-пристрої
Таким чином, проблему точності було вирішено. Дані стали чистими. Сигнал – точним.
Але як виробники перетворили цю велику, неточну «цеглу» на пристрої, які поміщаються в гаманець?
Епоха GPS без вібрацій – це не тільки підвищення точності. Вона збігається з великими змінами апаратного забезпечення. Порівняйте ноутбук, який ви використовуєте зараз, із громіздкими машинами 1996 року. Інженери GPS працюють над мініатюризацією електронних пристроїв. Технологія поверхневого монтажу (SMT ) використовується для паяння дрібних компонентів безпосередньо на друковану плату замість використання дротів. Далі йде складання робота. Цей процес робить чіпи обробки сигналів та таймінгу всередині GPS-приймачів настільки маленькими, що вони майже невидимі без збільшення.
Дослідники ще більше скоротили розмір. Вони застосовують фрактальну геометрію до проектування антен. Ця форма використовує повторюваний, масштабований патерн для пакування енергії в малий простір. Антена раніше була найбільшою частиною пристрою, а тепер вона настільки мала, що поміщається в чохол смартфона або на рамку поверхні.
Ранній GPS-годинник був просто невеликими портативними пристроями. Довжина 2-3 дюйми. Близько 1 дюйма завширшки. Прикріплені до браслета. Звичайно, вони легші, ніж цеглоподібні пристрої початку 2000-х років. Але вони все ще дуже великі для серйозного спортсмена. Бігати на довгі дистанції з кимось мука. Після тренування ви п’єте у кафе з великим обладнанням? Це того не варте.
Деякі види спорту стали ранніми користувачами GPS. Гольф – класичний приклад. Важливо знати, де ви знаходитесь щодо мети. Чемпіон з гольфу та дизайнер полів Грег Норман почав консультувати виробника GPS Inforetech у 2002 році. Однак GPS тоді не був широко розповсюджений. Споживачам були потрібні ще два технологічні кроки, щоб GPS-годинник став по-справжньому корисним.
Зробіть свій GPS-годинник корисним
Як #GPS-годинник став незамінними інструментами для тренувань
Для того щоб GPS-годинник продавався добре, вони повинні були перестати виглядати як гаджети і почати більше бути схожим на справжній годинник. Ця зміна відбулася приблизно у 2010 році. До 2012 року ринок почав пропонувати пристрої, які відповідали розміру, формі та стилю стандартних модних годинників. Деякі прототипи були крихітними. Компанія Epson випустила модель завтовшки 13 мм у лютому 2012 року. Це менше, ніж у багатьох спортивних годинників без GPS.
Найменший форм-фактор не означає меншу функціональність. Саме тут ці пристрої переходять від новинки до утилітарності. Звісно, корисно знати координати. Але якщо ви не заблукали в дикій місцевості або не намагаєтеся вибрати правильну ключку для гольфу, щоб потрапити на фервей, який ви не бачите, сирі дані про місцезнаходження мають свої обмеження. Виробники швидко це усвідомили. Вони почали додавати функції, запозичені з велосипедних комп’ютерів, крокомірів та пульсометрів.
Зв’язок тут відіграє ключову роль. Багато годин синхронізуються з іншими пристроями за допомогою ANT+, бездротового протоколу, розробленого для ефективності. Ці зовнішні датчики захоплюють біометричні дані. Дані про частоту серцевих скорочень допомагають спортсменам вимірювати інтенсивність вправ. Монітори, встановлені взуття, відстежують каденс. Датчики велосипеда вимірюють швидкість обертання колеса та зусилля на педалях.
Сам годинник збирає цю інформацію. Вони зберігають її. Потім підключіть їх до USB-порту або синхронізуйте через бездротову мережу. Програмне забезпечення дозволяє проаналізувати завантажені дані. Введіть базову статистику, таку як зростання, вага та вік. Цей пристрій стає точним, специфічним для спорту інструментом. Це цифровий тренувальний щоденник для спортсмена 21 століття.
Поєднання даних про місцезнаходження та біометричних даних є причиною того, чому люди купують цей годинник. Але вибір пригнічує. На початку 2012 року ціни варіювалися від 100 до більш ніж 400 доларів. Це багато грошей. Як вибрати відповідний?
Підберіть обладнання до вашої активності
Ви б не купили вітрильний човен для спуску бурхливими порогами. Застосуйте цю логіку до свого GPS-годинника. Перш ніж витрачати зароблені кров’ю гроші, вам потрібний пристрій, який відповідає вашим очікуваним потребам.
Поставте собі кілька базових питань. Чи відстежує цей годинник один або кілька видів спорту? Чи хочете ви завантажувати дані на комп’ютер для довгострокового аналізу? Або вам потрібний зворотний зв’язок у реальному часі на місці? Ви вирушаєте у небезпечні райони, де заблукати небезпечно? Чи ви дотримуєтеся позначених стежок?
Ваші відповіді звужують коло вибору.
Для хайкерів і лижників-гонщиків необхідний дисплей з картою, що рухається. Він показує ваше положення щодо дорожньої точки. Але є компроміс. Чим більший екран, тим більший годинник. Якщо вам потрібний елегантний трекер для проміжних результатів марафону, громіздкий пристрій може бути незручним.
Також враховуйте довкілля. Спортсмени, які займаються екстремальними видами спорту (маунтінбайк та лижі), можуть уникати використання сенсорних інтерфейсів. Деревам немає діла до ємнісного скла. Фізичні кнопки не вимагають перекалібрування після удару гілкою. Однак бігуни можуть знайти сенсорний екран найкращим для швидкої перевірки даних.
Виробники перераховують функції на веб-сайтах. Ви можете порівнювати специфікації та ціни в Інтернеті. Але ж живі перспективи допомагають. Поговоріть із персоналом у місцевому велосипедному магазині або магазинах для бігу. Досліджуйте друзів питаннями про їх пристрої. Поради з перших рук та реальні відгуки можуть підготувати вас краще, ніж будь-який лист специфікацій.
Використання корисного GPS-годинника
Якщо ви захоплюєтеся бігом пересіченою місцевістю, каякінгом на морі або полюванням, ви не можете ігнорувати базовий GPS. Ці маленькі комп’ютери призначені для того, щоб доставляти користувачів у природу та назад, не втрачаючи орієнтації. Однак не довіряйте лише екрану. Візьміть із собою карту та компас. Знайте, як ними користуватись. Легенди пригод сповнені історій про те, як батареї GPS розряджалися в самий невідповідний момент. Не ставте на виживання з літій-іонними батареями.
Але для бігунів та велосипедистів їхня корисність виходить далеко за межі навігації. Спортивні ентузіасти можуть планувати нові маршрути для бігу або продовжувати тренування за допомогою GPS. Це лише верхівка айсбергу.
GPS-годинник може вимірювати спортивні показники з точністю, раніше доступною тільки дослідникам та професійним спортсменам. Звісно, приємно знати час проходження напівмарафону. Але реальна цінність полягає в тому, щоб точно знати, де ви рухаєтеся найшвидше, а де найповільніше на дистанції в 13,1 милі. Сучасні пристрої мають можливість завантаження даних, що дозволяє порівнювати забіги. Вивчайте тенденції. Ви втрачаєте час після 10-ї милі? Ви піднімаєтеся тим же маршрутом повільніше, ніж торік?
Логіка точного тренінгу
Коли ці слабкості виявляються, комплексні функції GPS-годин забезпечують негайний зворотний зв’язок. Це робить ваші тренування більш цілеспрямованими. Ефективними.
Велосипедисти часто виконують кардіотренування перед початком сезону. Постійна робота протягом багато часу. Створює основу для майбутніх спринтів та тренувань на підйомах. Відстеження «помірного темпу» з урахуванням зусиль, що сприймається, є невизначеним. Ваші відчуття — це принаймні змінний захід.
Отримайте GPS-годинник, який може зчитувати дані з пульсометрів, датчиків каденсу та датчиків швидкості колеса.
Це налаштування дозволяє вам точно налаштовувати кожну милю. Продовжуйте рухатися в межах точних обмежень за швидкістю, частотою серцевих скорочень та часом. Немає необхідності гадати. Лише дані.
Результати можуть бути драматичними. Хоча ваш час є обмеженим, ви можете максимально використовувати кожен момент. Ви витрачаєте менше часу на занепокоєння про баланс між тренуваннями, сім’єю та роботою. Коли настає день змагань, ви знаєте, наскільки сильно можете підштовхнути себе. На гоночній трасі. На трейлі. На стадіоні.
Ця технологія допомагає вам тренуватися розумніше. А не просто старанніше.
