使用GPS路线管理错误（理论框架？）

我正在寻找合适的理论框架或专业知识，以帮助我理解如何处理GPS系统存在的错误-特别是在处理路线时。

从根本上讲，我正在寻找对数据的要求以及可以用来确定路径长度的任何算法。答案必须是值得信赖的。

我的一个朋友曾经是一场比赛的赛事总监，当时比赛被定为160公里，但Garmin看着每个人都将其变成了190公里以上。在终点线引起了相当多的悲伤，让我告诉你！

因此，我的朋友使用各种GPS设备返回该课程，以便对其进行重新映射，结果很有趣。

使用手持式Garmin Oregon 300，她的一条腿达到了33.7公里。对于Garmin Forerunner 310xt手表上的同一条腿，跑出38.3公里。

当我从俄勒冈州获得数据时，很明显它仅每90秒左右记录一次数据。先行者每隔几秒钟就会执行一次。

当我绘制来自俄勒冈州的数据时，我可以看到它被一些折弯弄糊涂了，并在它们之间划了一条直线，使曲线变少了一点。

但是，我认为记录频率的差异是造成这种情况的主要原因。即通过每隔几秒钟记录一次，先行者就更接近真实路线。但是，由于GPS的工作方式，会出现一些错误。如果记录的点随机散布在真实路线上（由于错误），则总距离将大于真实路线。（沿着直线的任意一侧的摆动线比直线长）。

因此，我的问题是：1.我可以在单个数据集上使用任何技术来有效地减少错误吗？2.关于录音频率差异的理论是否成立？3.如果我有多条相同路线的录音，是否有任何有效的技术将它们组合起来以更接近真实路线？

就像我说的，我真的不知道该寻找什么，以找到关于此的任何有用的科学。我正在寻找一种方法来确定一条给定路径的长度，这对人们来说非常重要。在比赛中多出30公里，比我们预期的多了5个小时以上。

根据要求，这里是一些示例数据：

详细的高频样本数据

低频样本数据

感谢您提供的任何建议。

这是地理空间科学中一个经过充分研究的问题-您可以在GIS论坛上找到有关它的讨论。

$2 \sqrt{50^2 + 5^2} = 100.5$，误差为0.5％。

很难客观地比较两条任意路径。我相信，一种更好的方法是引导程序：子样本（或以其他方式概括）您拥有的最详细的路径。将其长度绘制为子采样量的函数。如果将二次采样表示为典型的顶点到顶点的距离，则可以将拟合值外推到零距离，这样可以很好地估计路径长度。

使用多个记录，您可以为每个记录创建2D内核平滑，对平滑进行求和，然后对其进行地形分析以寻找“脊线”。通常，您不会获得一条连接的线路，但是您通常可以将山脊打成一条连续的路径。例如，人们已经使用这种方法对飓风航迹进行平均。

1. 在单个数据集中，您可以使结果平滑，但这并不总是会减少误差（从单个接收器查看轨迹或连续时间序列时，始终如一的偏差很有吸引力）。

2. 是的，如果设备实际以更高的频率进行观察，则更高的频率采样可以带来更好的性能。在这种比较水平上，芯片组，固件和低级过滤可以区分廉价的GPS模块。

考虑将经过专业调查的测量结果用于地面真实路径计算。与GPS手表相比，航拍图像（如Google地图上的图像）必须保持与现实的紧密联系。使用这些工具查找2d距离，而不是使用天线质量较差的手表上的低成本gps模块进行一次或两次实验。

如果未预先定义路线，请在问题中注明，否则不完整。