Auswertung der Garmin Lauftrack-Aufzeichnung

Die Garmin Laufuhren der gehobenen Klasse zeichnen derzeit eine ganze Reihe von Merkmalen während des Laufs auf die man z.B. mit dem Garmin-SDK aus der fit-Datei auslesen kann.

  1. position_lat, position_long, altitude, timestamp,
  2. distance, speed, step_length
  3. heart_rate, vertical_oscillation, stance_time, cadence, stance_time_balance, temperature

Vermutlich werden distance, speed und step_length aus den anderen Merkmalen abgeleitet.

Auszugsweise ist hier mein Lauf vom 10.Sep.2019 dargestellt, mit in rot dargestellten Feldern, die ich berechnet habe.

position

lat

position

long

altitude time-

stamp

distance speed step

length

cadence ds dt Vincenty
Inverse formula
v1=

ds/dt

v2=

cad*stlen

step_length2

=ds/cadence

51,13593366 6,96236174 56 937064230 0,29 12,8304 1166 172 0,29 1 0,29 1,04 12,03 101,16
51,13595185 6,9623288 55,8 937064231 1,51 12,1932 1166 172 1,22 1 1,22 4,39 12,03 425,58
51,13596375 6,96229359 56 937064232 4,62 5,0724 1072 178 3,11 1 3,11 11,20 11,45 1.048,31
51,13597716 6,96226149 56,4 937064233 8,77 5,0724 483 178 4,15 1 4,15 14,94 5,16 1.398,88

Zu den abgeleiteten Feldern:

  1. Die Distanz gibt die Summe der zurückgelgten Strecken zwischen 2 Punkten an und wird von Garmin vermutlich mit der „Vincenty Inverse Formula“ berechnet. Man erzielt damit zumindest Deckungsgleichheit zu den Garmin Strecken und der Distanz.
  2. Die von Garmin ausgewiesene Geschwindigkeit lässt sich weder über
    1. die Gleichung v=ds/dt noch über
    2. die Gleichung v=cadence*steplength berechnen
  3. Die von Garmin ausgewiesene Schrittlänge kann nicht über die Gleichung step_length2 =ds/cadence berechnet werden.

Vermutlich verwendet Garmin für Geschwindigkeit und Schrittlänge einen autoregressiven Prozess, der zu einer Glättung führt. Die Abweichungen zu den beiden anderen Geschwindigkeiten ist aber erheblich wie folgende Grafik zeigt.

Grün sind hier die Geschwindigkeitswerte aus den Koordinaten (lat,lon) dargestellt. Diese haben die größte Streuung und sind am ungenauesten. Diese Werte dürften auch einer Handy-Aufzeichnung entsprechen und sind eventuell auch die von strava angezeigten Geschwindigkeiten.

Für eine detaillierte zeitauflösende Analyse sind die Geschwindigkeiten aus der Positionsberechnung kaum zu gebrauchen. Lediglich der Mittelwert wird getroffen, wenn auch mit erheblicher Varianz. Vermutlich gilt gleiches für die beim Lauf realtime angezeigten Geschwindigkeiten. Das Positionsbabhängige matching der strava-Segmente ist deshalb auch insbesondere auf kürzeren Segmenten mit erheblichen Zufallsschwankungen behaftet.

Die Beziehung zwischen Garmin Geschwindigkeit und v=cadence*steplength scheint mit einem TimeLag (t-1) versehen zu sein. Vermutlich ist in steplength mehr Systemvergangenheit enthalten als in der Garmin Geschwindigkeit.

Die Geschwindigkeitsrelevanten Felder sind in ihrer Kreuzbeziehung im folgenden dargestellt.

 

 

 

 

 

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