Как #GPS-часы превращают спортсменов в атлетов, принимающих решения на основе данных
Возможно, вам интересно, что происходит, когда вы надеваете на запястье компьютер. Это звучит как научная фантастика, но это уже реальность. Подумайте о своей тренировке. Знаете ли вы точно, сколько усилий вы прикладываете? Сэкономили бы вы время, если бы каждый шаг, гребок в каяке и поворот педали были отрегулированы для максимальной эффективности? Принимали бы вы более разумные решения или получали больше удовольствия, если бы могли посмотреть вниз и увидеть точную навигационную информацию и данные о погоде, не доставая телефон?
Если вы не жили в пещере последние 10 лет, то знаете, что это не просто рекламный шум. Технология глобальной системы позиционирования (GPS) произвела революцию в том, как мы перемещаемся по миру. Это не магия. Это сеть из 24 спутников, вращающихся вокруг Земли. Эти спутники одновременно передают свои собственные сигналы. Приемник (в самолете, автомобиле, сотовом телефоне и т. д.) улавливает эти сигналы.
Чтобы получить фиксацию позиции, вам нужно принять сигналы как минимум от трех спутников. Четыре — лучше. Эта информация позволяет вашему устройству вычислить широту, долготу, скорость и высоту. Точность обычно составляет несколько футов или метров. Такая точность является очень мощным инструментом.
Производители делают всевозможные вещи с этой некогда секретной военной технологией. У нас появились лучшие навигационные инструменты. Наши сотовые телефоны доставляют рекламу в наши карманы на основе информации о местоположении. Но самое большое изменение произошло в спорте. Компании выпускают поток устройств GPS размером с часы. Созданных для спортсменов и любителей активного отдыха на природе.
Это больше, чем просто игрушки. Это компьютеры, загруженные данными, зависящими от местоположения. Теперь вы можете купить GPS-часы, которые сообщают вам, где вы находитесь на планете, в течение нескольких минут после открытия коробки. Но они не просто говорят: «Эй, смотри, где я». При базовом понимании того, как работают эти устройства, вы можете тренироваться усерднее и улучшать свои результаты. Будущее спорта уже не просто приближается. Оно на вашем запястье.
История технологии GPS
Как #GPS превратился из военного секрета в портативную необходимость
История глобального позиционирования начинается не с модных смартфонов. Она начинается с паники времен холодной войны. Когда Советский Союз запустил «Спутник» в октябре 1957 года, у американских ученых появились серьезные заботы. Им нужно было отслеживать этот новый спутник, но они искали нечто более важное, чем просто наблюдение.
Исследователи из Прикладной физической лаборатории Университета Джонса Хопкинса, в частности доктора Уильям Гайер и Джордж Вайффенбах, прислушивались к радиосигналам, исходящим с орбиты. Они заметили закономерность. По мере удаления спутника от их станции сигнал растягивался. По мере приближения сигнал сжимался. Это было проявление эффекта Доплера. Измеряя величину сдвига частоты, можно было вычислить орбиту спутника.
Исследователь той же лаборатории, Фрэнк МакКлюр, получил озарение. Математика работает в обе стороны. Если знать местоположение спутника, можно определить свое местоположение на земле.
«Точно отслеживая спутники на известных орбитах и оценивая доплеровский сдвиг сигнала, люди на земле могут определить свое местоположение в любой точке, где они могут принимать сигнал».
ВМС США переняли эту идею и внедрили ее. К 1964 году навигационные спутниковые системы ВМС начали активно направлять корабли. Система была громоздкой. Это было оборудование военного класса. Но она работала.
Переход к измерению времени сигнала
1970-е и 1980-е годы стали периодом повышения сложности технологий. Военным было недостаточно просто знать, где находятся корабли. Им требовалась точность. Надежность. Скорость.
Базовая технология продолжала развиваться. Ранние системы полагались на доплеровские сдвиги. Новая система перешла к триангуляции на основе времени прохождения сигнала. Концепция очень проста. Чем дольше сигнал идет от спутника к приемнику, тем дальше находится спутник. Измеряя время прохождения, можно получить гораздо более четкую картину местоположения.
К 1980-м годам GPS стал стандартным инструментом во всех родах войск США и их союзников. Затем правительство открыло доступ. Началось гражданское использование.
Проблемы с точностью
Именно здесь ранние пользователи сталкивались с разочарованием. Первые гражданские GPS-устройства были размером с кирпич. Они были тяжелыми. Их брали с собой, если они были нужны. Их нельзя было положить в карман.
Но портативность не была главной проблемой. Точность.
Введение военной функцией под названием «дизеринг» (dithering) было направлено на защиту стратегических интересов. Дизеринг представлял собой преднамеренное вмешательство в сигналы времени спутников. В данные добавлялся шум. Неполномочные пользователи, то есть широкая публика, не могли декодировать чистые сигналы.
Результат? Точность гражданского GPS была ограничена примерно 300 футами (100 метрами).
Попробуйте представить навигацию по городу с такой большой погрешностью. Вы можете оказаться не на той дороге. Или у неправильного здания. Только в 2000 году правительство США решило отключить дизеринг.
После этого переключателя точность резко возросла. Внезапно GPS стал действительно полезным для всех. Можно отслеживать свою скорость. Находить точное местоположение. Получать пошаговые указания без догадок.
Невероятно маленькие GPS-устройства
Таким образом, проблема точности была решена. Данные стали чистыми. Сигнал — точным.
Но как производители превратили эти большие, неточные «кирпичи» в устройства, которые помещаются в кошелек?
Эра GPS без вибраций — это не только повышение точности. Она совпадает с крупными изменениями в аппаратном обеспечении. Сравните ноутбук, который вы используете сейчас, с громоздкими машинами 1996 года. Инженеры GPS работают над миниатюризацией электронных устройств. Технология поверхностного монтажа (SMT ) используется для пайки мелких компонентов непосредственно на печатную плату вместо использования проводов. Далее следует сборка робота. Этот процесс делает чипы обработки сигналов и тайминга внутри GPS-приёмников настолько маленькими, что они почти невидимы без увеличения.
Исследователи ещё больше уменьшили размер. Они применяют фрактальную геометрию к проектированию антенн. Эта форма использует повторяющийся, масштабируемый паттерн для упаковки энергии в малое пространство. Антенна раньше была самой большой частью устройства, а теперь она настолько мала, что помещается в чехол смартфона или на рамку поверхности.
Ранние GPS-часы были просто небольшими портативными устройствами. Длина 2-3 дюйма. Около 1 дюйма в ширину. Прикреплённые к браслету. Конечно, они легче, чем кирпичеподобные устройства начала 2000-х годов. Но они всё ещё слишком велики для серьёзного спортсмена. Бегать на длинные дистанции с кем-то — мучение. После тренировки вы пьёте в кафе с большим оборудованием? Это того не стоит.
Некоторые виды спорта стали ранними пользователями GPS. Гольф — классический пример. Важно знать, где вы находитесь относительно цели. Чемпион по гольфу и дизайнер полей Грег Норман начал консультировать производителя GPS Inforetech в 2002 году. Однако GPS тогда не был широко распространён. Потребителям требовались ещё два технологических шага, чтобы GPS-часы стали по-настоящему полезными.
Сделайте свои GPS-часы полезными
Как #GPS-часы стали незаменимыми инструментами для тренировок
Для того чтобы GPS-часы продавались хорошо, они должны были перестать выглядеть как гаджеты и начать больше походить на настоящие часы. Это изменение произошло примерно в 2010 году. К 2012 году рынок начал предлагать устройства, которые соответствовали размеру, форме и стилю стандартных модных часов. Некоторые прототипы были крошечными. Компания Epson выпустила модель толщиной 13 мм в феврале 2012 года. Это меньше, чем у многих спортивных часов без GPS.
Меньший форм-фактор не означает меньшую функциональность. Именно здесь эти устройства переходят от новинки к утилитарности. Конечно, полезно знать координаты. Но если вы не заблудились в дикой местности или не пытаетесь выбрать правильную клюшку для гольфа, чтобы попасть на фэрвей, который вы не видите, сырые данные о местоположении имеют свои ограничения. Производители быстро это осознали. Они начали добавлять функции, заимствованные из велосипедных компьютеров, шагомеров и пульсометров.
Связь здесь играет ключевую роль. Многие часы синхронизируются с другими устройствами с помощью ANT+, беспроводного протокола, разработанного для эффективности. Эти внешние датчики захватывают биометрические данные. Данные о частоте сердечных сокращений помогают спортсменам измерять интенсивность упражнений. Мониторы, установленные на обувь, отслеживают каденс. Датчики велосипеда измеряют скорость вращения колеса и усилие на педалях.
Сами часы собирают эту информацию. Они сохраняют её. Затем подключите их к порту USB или синхронизируйте по беспроводной сети. Программное обеспечение позволяет проанализировать загруженные данные. Введите базовую статистику, такую как рост, вес и возраст. Это устройство становится точным, специфичным для вида спорта инструментом. Это цифровой тренировочный дневник для спортсмена 21-го века.
Сочетание данных о местоположении и биометрических данных является причиной того, почему люди покупают эти часы. Но выбор подавляет. В начале 2012 года цены варьировались от 100 до более чем 400 долларов. Это много денег. Как выбрать подходящий?
Подберите оборудование к вашей активности
Вы бы не купили парусную лодку для спуска по бурным порогам. Примените эту логику к своим GPS-часам. Прежде чем тратить заработанные кровью деньги, вам нужно устройство, которое соответствует вашим ожидаемым потребностям.
Задайте себе несколько базовых вопросов. Отслеживает ли эти часы один или несколько видов спорта? Хотите ли вы загружать данные на компьютер для долгосрочного анализа? Или вам нужна обратная связь в реальном времени на месте? Вы отправляетесь в опасные районы, где заблудиться опасно? Или вы придерживаетесь обозначенных троп?
Ваши ответы сужают круг выбора.
Для хайкеров и лыжников-гонщиков необходим дисплей с движущейся картой. Он показывает ваше положение относительно путевой точки. Но есть компромисс. Чем больше экран, тем крупнее часы. Если вам нужен просто элегантный трекер для промежуточных результатов марафона, громоздкое устройство может быть неудобным.
Также учитывайте окружающую среду. Спортсмены, занимающиеся экстремальными видами спорта (маунтинбайк и лыжи), могут избегать использования сенсорных интерфейсов. Деревьям нет дела до ёмкостного стекла. Физические кнопки не требуют перекалибровки после удара веткой. Однако бегуны могут найти сенсорный экран лучшим для быстрой проверки данных.
Производители перечисляют функции на своих веб-сайтах. Вы можете сравнивать спецификации и цены в Интернете. Но живые перспективы помогают. Поговорите с персоналом в местном велосипедном магазине или магазинах для бега. Досаждайте друзьям вопросами об их устройствах. Советы из первых рук и реальные отзывы могут подготовить вас лучше, чем любой лист спецификаций.
Использование полезного GPS-часов
Если вы увлекаетесь бегом по пересеченной местности, каякингом на море или охотой, вы не можете игнорировать базовый GPS. Эти маленькие компьютеры предназначены для того, чтобы доставлять пользователей в природу и обратно, не теряя ориентации. Однако не доверяйте только экрану. Возьмите с собой карту и компас. Знайте, как ими пользоваться. Легенды приключений полны историй о том, как батареи GPS разряжались в самый неподходящий момент. Не ставьте на выживание с литий-ионными батареями.
Но для бегунов и велосипедистов их полезность выходит далеко за пределы навигации. Спортивные энтузиасты могут планировать новые маршруты для бега или продолжать свои тренировки с помощью GPS. Это лишь верхушка айсберга.
GPS-часы могут измерять спортивные показатели с точностью, ранее доступной только исследователям и профессиональным спортсменам. Конечно, приятно знать время прохождения полумарафона. Но реальная ценность заключается в том, чтобы точно знать, где вы движетесь быстрее всего, а где медленнее всего на дистанции в 13,1 мили. Современные устройства имеют возможность загрузки данных, что позволяет сравнивать забеги. Изучайте тенденции. Вы теряете время после 10-й мили? Вы поднимаетесь по тому же маршруту медленнее, чем в прошлом году?
Логика точного тренинга
Когда эти слабости обнаруживаются, комплексные функции GPS-часов обеспечивают немедленную обратную связь. Это делает ваши тренировки более целенаправленными. Эффективными.
Велосипедисты часто выполняют кардиотренировки перед началом сезона. Постоянная работа в течение длительного времени. Создает основу для будущих спринтов и тренировок на подъемах. Отслеживание «умеренного темпа» с учетом воспринимаемого усилия является неопределенным. Ваши ощущения — это, по крайней мере, переменная мера.
Получите GPS-часы, которые могут считывать данные с пульсометров, датчиков каденса и датчиков скорости колеса.
Эта настройка позволяет вам точно настраивать каждую милю. Продолжайте двигаться в пределах точных ограничений по скорости, частоте сердечных сокращений и времени. Нет необходимости гадать. Только данные.
Результаты могут быть драматическими. Хотя ваше время ограничено, вы можете максимально использовать каждый момент. Вы тратите меньше времени на беспокойство о балансе между тренировками, семьей и работой. Когда наступает день соревнований, вы знаете, насколько сильно можете себя подтолкнуть. На гоночной трассе. На трейле. На стадионе.
Эта технология помогает вам тренироваться умнее. А не просто усерднее.
