[問題] Strava 以及 Garmin connect 爬升顯示錯誤的問題

看板Road_Running (路跑 - 跑步 - 馬拉松)作者MuMuH (MuMuH)時間1年前 (2023/10/14 17:24)推噓21(21推 0噓 12→)

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分享一個覺得蠻有趣的問題。 Strava 以及 Garmin connect 上的爬升（Elevation gain ）在下面幾個條件成立時有可能會發生錯誤： 1. 使用手機或是只有GPS高度計的手錶紀錄活動。 2. 400m的田徑場（或是不斷的繞圓圈跑步） 3. Strava & Garmin使用高度資料庫校正你的海拔資訊。問題如下圖： https://i.imgur.com/AXU4Luz.jpg

這是某一次在新竹田徑場的跑步紀錄，新竹田徑場是國家級認證的田徑場[1]，有經過場地的認證包含橫向以及縱向的傾斜度符合規範等等，因此不可能在跑完13.8公里之後爬升來到不可思議的272m。這是一次以速度為主的鍛鍊，上圖紅色框框的部份應該要顯示配速，卻因為Strava以為這次是以爬坡為主的鍛鍊而顯示爬升。而隨著跑越多田徑場總爬升卻大幅上升也造成了困擾，因此花了點時間釐清，一開始以為自己的手錶有問題，釐清後又以為只有新竹田徑場的海拔資訊有問題，但後來慢慢發現其他一些田徑場（檢查了鳳山以及新莊的田徑場）的爬升也被錯誤的放大，因此將我的發現以及解法分享出來。這個問題有趣的點是爬升的錯誤並不是原始的GPS高度的資料造成，原始的資料非常漂亮，以新竹田徑場為例： https://i.imgur.com/mkQ5tTM.jpg

請注意上圖的Altitude以及Slope兩個欄位，從頭到尾都是定值，由此原始資料計算 Elev. Gain的結果應該是0。問題發生在Strava認為這個GPS高度是不準確的，因此開啟了後台的海拔資料庫[2] 進行高度的校正，再透過算法求得Elev. Gain。很不幸的是海拔資料庫在這裡出了錯，也因此將原本對的原始資料改成錯的XD，下圖是經過海拔資料庫求得的Altitude以及 Slope，已經可以看到原本平坦的地面出現了變化： https://i.imgur.com/u9EJkg5.jpg

這樣看沒什麼感覺，直接轉化為圖形來看更為明顯： https://i.imgur.com/jYLtCy0.png

可以看到在Altitude欄位中，最低到最高的落差到了8m。 Garmin connect的高度校正也不遑多讓，我們將同一份跑步資料分別經過Garmin connect以及Strava高度校正並且與原始的GPS高度疊在一起看： https://i.imgur.com/7DVHfv9.png

黃色線是原始資料，藍色是Strava而桃紅是Garmin connect分別經過各自的高度校正結果。儘管Garmin connect經過了高度校正之後也得到錯誤的Elevation Gain，但至少它有開關可以讓使用者關閉高度校正，而Strava就讓使用者無法迴避這樣的錯誤，它的高度校正始終都是開啟。身為Strava的使用者來說，這樣的問題實在無能為力，因為高度校正始終都是開啟，在高度校正有問題的情況下，所有的田徑場繞圈圈的海拔爬升都會是錯誤的，因此我們能做的就是： - 買一隻有氣壓式高度計的跑錶XD（Garmin的週年慶最近陸續開始XD），有氣壓式高度計的情況下Starva會關閉後台高度校正。 - 回報Strava。[3] 裡面有一個連結，可以回報Elevation的錯誤。 - Strava是依據手錶型號來判斷是否要開啟高度校正，因此可以修改device name來迴避這個問題。個人不太建議這樣的work around，這會修改原始的raw data。而且平常已經夠多work around了，沒想到跑步也要XD。方法如下：上傳你的Garmin FIT/GPX/TCR 到 https://www.fitfiletools.com/#/top 接著選擇 Device Changer，然後找一款有氣壓式高度計（ex Garmin FR255）裝置，修改之後再將FIT檔重新上傳至Strava，此時你就可以看到 elevation gain為0，主頁顯示也會以配速為主。如下：修改device name後Strava 主頁恢復以配速為主的顯示： https://i.imgur.com/lY1YCIm.jpg

而elevation 也變成 0，device name 變成 Garmin FR255 Music。 https://i.imgur.com/96v1u3J.jpg

以上是田徑場爬升錯誤的資訊提供參考，希望對你有所幫助。另外，海拔以及坡度的錯誤還有一些其他隱藏的影響不容易察覺，如果你習慣使用TSS （training stress score）來追蹤你的疲勞程度，你要稍為了解一下你所使用的平台背後所使用的算法是否有參考到原始的資料的altitude以及slope，因為這兩者錯誤可能造成TSS的分數誤判，以新竹十八尖山為例： https://i.imgur.com/T4V8lwc.png

上圖是十八尖山三趟約15km的距離，桃紅色為GPS高度計，淡藍色為氣壓式高度計，可以看到其中slope的差異甚大，實際上此次的活動TSS的分數差異將近到10分之多。以跑步來說，GOVSS[4]算法是常被使用的一個功率模型，它不僅是RunScribe跑步功率計的算法，也被Goldencheetah（GC）用於TriScore中（有設定臨界速度時會使用 GOVSS計算stress score，沒有則會退回使用以心率為主的Trimp計算stress score），而GOVSS的其中一個參數正是slope： https://i.imgur.com/fHGWrXa.jpg

鑑於GC內建的metrics常常被其他平台所"inspired by"，個人認為這個影響是大的，因為如果你原先期望讓自己在訓練上累積疲勞達到functional overreaching，你有可能因為slope的錯誤而造成TSS被多算，而誤以為自己已經達到了一定的疲勞。若是你很在意你所使用各項指標的正確性，建議將來在選購手錶上選擇具氣壓式的高度計。 [1] 中華民國國家級400公尺田徑場地一覽表 https://reurl.cc/x677ve [2] What Strava does (source), is use a Digital Elevation Model, i.e. a database of elevation points on different parts of the world, and then smoothes the GPS points to be a more probable route and then match those to the DEM and thus get more accurate elevation. [3] Elevation for Your Activity https://support.strava.com/hc/en-us/articles/216919447-Elevation-for-Your-Activity [4] Dr. Skiba 於2006年發表的跑步功率論文，太複雜請直接跳過到[5] XD https://reurl.cc/x6pxgE (感謝selfvalue大修正網址) [5] Technical Review of the Runscibe GOVSS Running Power Model。這個blog很棒，它也有對於Stryd(EESA)的科技審查。如果你想直接玩GOVSS功率，可參考[6] http://www.georgeron.com/2017/11/the-govss-running-power-algorithm-and.html [6] 輸入你的身高體重速度等就可以推算出功率： https://runscribe.com/power/ -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 39.10.48.28 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Road_Running/M.1697275457.A.F57.html

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