1
Univerzita Palackeacuteho v Olomouci
Fakulta tělesneacute kultury
VALIDITA PŘIacuteSTROJE GPS POLAR G3 PRO MĚŘENIacute VZDAacuteLENOSTIacute
PŘEKONANYacuteCH LOKOMOCIacute ČLOVĚKA S APLIKACIacute DO SPORTOVNIacuteCH HER
Diplomovaacute praacutece
(magisterskaacute)
Autor Bc Svatoslav Valenta Tělesnaacute vyacutechova a sport
Vedouciacute praacutece prof PaedDr Rudolf Psotta PhD
Olomouc 2013
2
Jmeacuteno a přiacutejmeniacute autora Bc Svatoslav Valenta
Naacutezev diplomoveacute praacutece Validita přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka
s aplikaciacute do sportovniacutech her
Pracoviště Katedra přiacuterodniacutech věd v kinantropologii
Vedouciacute diplomoveacute praacutece prof PaedDr Rudolf Psotta PhD
Rok obhajoby diplomoveacute praacutece 2013
Abstrakt Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu
přiacutestroje GPS Polar G3 s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech lokomociacute člověka s vyacutehledem možneacuteho využitiacute přiacutestroje pro treacuteninkovou
praxi ve sportovniacutech hraacutech Bylo zjištěno že přiacutestroj GPS Polar G3 naměřeneacute
vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje a to zejmeacutena na tratiacutech překonanyacutech
v nepřiacutemeacutem směru kde byla zjištěna systematickaacute chyba měřeniacute δS 169 - 304 na
přiacutemyacutech tratiacutech byla δS v rozsahu 11 - 228 Vliv překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost
měřeniacute byl potvrzen na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech kde se při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti
zvyšovala relativniacute systematickaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute Vliv rychlosti lokomoce na
přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že rychlost lokomoce ovlivňuje
přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Na zaacutekladě vyacutesledků studie lze konstatovat že
přiacutestroj GPS Polar G3 podhodnocuje překonanou vzdaacutelenost a to u většiny typů tratiacute
Proto při využitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve
sportovniacutech hraacutech či jinyacutech sportech s často se měniacuteciacute rychlostiacute lokomoce a trajektoriiacute
pohybu je nutneacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Kliacutečovaacute slova GPS validita polohovaacute chyba trajektorie vzdaacutelenost sportovniacute hry
Diplomovaacute praacutece vznikla v raacutemci vyacutezkumneacuteho projektu č P407110946
podporovaneacuteho Grantovou agenturou Českeacute republiky
Souhlasiacutem s půjčovaacuteniacutem zaacutevěrečneacute piacutesemneacute praacutece v raacutemci knihovniacutech služeb
3
Authoracutes first name and surname Svatoslav Valenta
Title of the master thesis Validity of GPS Polar G3 device for
measuring distances covered by locomotion
in human with applications to sports games
Department Department of Natural Sciences in
Kinanthropology
Supervisor prof PaedDr Rudolf Psotta PhD
The year of presentation 2013
Abstract The aim of this thesis was to verify the
validity of the GPS Polar G3 device with a sampling frequency 1 Hz for measuring
distances covered by locomotion in human with a view of the possible use of diagnostic
instrument in sports games Was found that the GPS Polar G3 device measured
distance with few exceptions underestimates especially on the non-linear courses
where was found the systematic error of measrurement δS 169 - 304 on linear
courses δS was in the range of 11 - 228 The Effect of covered distance on
measurement accuracy was confirmed on the linear and non-linear courses where the
shortening distance increased relative systematic and random error of measurement The
Effect of locomotion speed on accuracy of measurement of distance has not been clearly
demonstrated It appears that the locomotion speed affects accuracy of measurement
only for longer distance locomotion Based of the results of the study can be concluded
that the GPS Polar G3 device underestimates the distance covered for most types of
courses Therefore when using the GPS Polar G3 device for analysing of the distance
covered in sports games or other sports with frequently changing locomotion speed and
trajectory a one must expect significant underestimation of distances more than 10
Keywords GPS validity error of position trajectory distance sports games
This thesis was carried within of the research project NO P407110946 supported by
Grant agency of the Czech Republic
I agree the thesis paper to be lent within the library service
4
Prohlašuji že jsem diplomovou praacuteci zpracoval samostatně pod vedeniacutem prof
PaedDr Rudolfa Psotty PhD uvedl všechny použiteacute literaacuterniacute a odborneacute zdroje a
dodržoval zaacutesady vědeckeacute etiky Obraacutezky v teacuteto praacuteci jsou zveřejněny se souhlasem
jejich autorů
V Olomouci dne 31 července 2013 helliphelliphelliphelliphelliphellip
5
Děkuji prof PaedDr Rudolfu Psottovi PhD za pomoc a cenneacute rady ktereacute mi
poskytl při zpracovaacuteniacute diplomoveacute praacutece a Adamovi Krňaacutevkovi za pomoc při měřeniacute
Daacutele bych chtěl poděkovat přiacutetelkyni Aničce a svojiacute rodině za podporu během meacuteho
studia
6
OBSAH
1 UacuteVOD 8
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ 9
21 GPS jako fenomeacuten 9
211 Charakteristika GPS 9
212 Historie GPS 10
213 Oblasti využitiacute GPS 13
22 Princip funkce GPS 13
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS 15
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti 16
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic 16
2312 Stav družic 17
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic 17
2314 Satelitniacute hodiny 17
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači 18
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera 18
2322 Uacutetlum signaacutelu 18
2323 Multipath 19
233 Chyby přijiacutemače 20
2331 Hodiny přijiacutemače 20
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy) 20
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii 21
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute 23
3 CIacuteL PRAacuteCE 27
4 METODIKA 27
41 Design vyacutezkumu 27
42 Uacutečastniacutek 28
43 Zařiacutezeniacute 28
44 Průběh měřeniacute 29
45 Statistickaacute analyacuteza 29
5 VYacuteSLEDKY 31
6 DISKUZE 38
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka 38
7
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3 39
7 ZAacuteVĚR 44
8 SOUHRN 46
9 SUMMARY 47
10 REFERENČNIacute SEZNAM 48
8
1 UacuteVOD
Od doby co byl na počaacutetku 90 let minuleacuteho stoletiacute Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem
(NAVSTAR ndash GPS) uvolněn armaacutedou USA i pro potřeby civilniacutech uživatelů začal
pronikat do nejednoho vědniacuteho oboru Doprava Botanika zoologie geologie
geofyzika geodeacutezie a samozřejmě takeacute kinantropologie a sport ndash to je jen malyacute vyacutečet
toho kde je dnes tento fenomeacuten schopnyacute určit vaši polohu s přesnostiacute na centimetry
využiacutevaacuten
V našem oboru kinantropologii se nabiacuteziacute využitiacute systeacutemu GPS pro diagnostiku ve
sportovniacutech hraacutech Pomociacute GPS přijiacutemače jsme schopni zjistit jakou vzdaacutelenost hraacuteč
v utkaacuteniacute překonal jakaacute byla jeho průměrnaacute a maximaacutelniacute rychlost či kde a jak se na hřišti
pohyboval Tyto informace pak mohou hraacutet důležitou roli při posouzeniacute vyacutekonnosti
vlivu (efektivity) treacuteninku tvorbě treacuteninkovyacutech programů prognostice nebo taktickeacute
přiacutepravě
Otaacutezkou ale zůstaacutevaacute jakaacute je platnost těchto informaciacute Přiacutestroje GPS jsou sice
vyacuterazně dostupnějšiacute než jineacute systeacutemy zaměřeneacute na diagnostiku pohybu ve sportovniacutech
hraacutech avšak daacute se předpoklaacutedat že jsou takeacute meacuteně přesneacute Proto ciacutelem praacutece bylo
ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute 1 Hz přijiacutemače GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko)
kteryacute patřiacute mezi běžneacute GPS přijiacutemače určeneacute pro oblast sportu a pohybovyacutech aktivit
člověka
9
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ
21 GPS jako fenomeacuten
211 Charakteristika GPS
Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem (anglicky Global positioning system) znaacutemyacute takeacute pod
zkratkou GPS je družicovyacute systeacutem vybudovanyacute pro potřeby navigace a určovaacuteniacute
polohy na Zemi jehož služby jsou dostupneacute teacuteměř nepřetržitě kdykoliv a kdekoliv na
zemskeacutem povrchu a přilehleacutem okoliacute Jednaacute se o doposud nejmodernějšiacute navigačniacute
systeacutem kteryacute kdy byl uveden do provozu Jedinou podmiacutenkou pro využiacutevaacuteniacute GPS je
přiacutemaacute viditelnost na oblohu Proto neniacute možneacute systeacutem GPS využiacutevat v podzemniacutech
prostoraacutech v budovaacutech nebo pod velmi hustou vegetaciacute (Rapant 2002)
Systeacutem GPS byl vytvořen ministerstvem obrany Spojenyacutech staacutetů americkyacutech a
původně jej využiacutevala pouze armaacuteda Přiacutestupnyacute i pro civilniacute uživatele se stal až
začaacutetkem 90 let minuleacuteho stoletiacute (Steiner amp Černyacute 2006)
GPS tvořiacute 24 družic ktereacute jsou umiacutestěny na oběžneacute draacuteze a obiacutehajiacute kolem Země
Každaacute družice je vybavena atomovyacutemi hodinami diacuteky nimž je schopna vysiacutelat rychlostiacute
světla přesnyacute čas a přesnou polohu družice (Townshend Worringham amp Stewart
2008)
Dalšiacute nezbytnou součaacutestiacute systeacutemu je přijiacutemač GPS což je maleacute elektronickeacute zařiacutezeniacute
umožňujiacuteciacute přijiacutemat tyto vysiacutelaneacute signaacutely zpracovaacutevat je a poteacute určovat svoji aktuaacutelniacute
polohu vyjaacutedřenou pomociacute geografickyacutech souřadnic (Rapant 2002)
Rizos (1999) shrnuje charakteristiku GPS do několika bodů
Relativně vysokaacute polohovaacute přesnost od desiacutetek metrů až po milimetry
schopnost určovat i rychlost a čas s přesnostiacute odpoviacutedajiacuteciacute přesnosti
polohoveacute
dostupnost signaacutelů kdekoliv na Zemi na povrchu na moři ve vzduchu i
v bliacutezkeacutem kosmickeacutem prostoru
10
standardniacute polohovaacute služba systeacutemu GPS je civilniacutem uživatelům dostupnaacute
bez omezeniacute bez jakyacutechkoliv poplatků a jejiacute nejběžnějšiacute využiacutevaacuteniacute je možneacute i
při použitiacute relativně levneacuteho zařiacutezeniacute
je to systeacutem pracujiacuteciacute za každeacuteho počasiacute a dostupnyacute 24 hodin denně
polohu je možneacute určovat v třiacuterozměrneacutem prostoru
212 Historie GPS
Program družicoveacute navigace jenž byl rozviacutejen americkyacutemi vzdušnyacutemi siacutelami a
americkyacutem naacutemořnictvem sahaacute do počaacutetku šedesaacutetyacutech let minuleacuteho stoletiacute
Memorandem ministerstva obrany Spojenyacutech staacutetů ze 17 4 1973 byly vzdušneacute siacutely
učiněny zodpovědnyacutemi za sloučeniacute dvou pokusnyacutech programů ndash Timation a 621B do
programu jedineacuteho označeneacuteho jako NAVSTAR ndash GPS Od 1 7 1973 řiacutediacute rozvoj
programu GPS společnaacute programovaacute skupina (JPO ndash Joint Program Office) kosmickeacute
divize velitelstviacute systeacutemů vzdušnyacutech sil USA nachaacutezejiacuteciacute se na leteckeacute zaacutekladně v Los
Angeles JPO je sestavena ze zaacutestupců letectva naacutemořnictva armaacutedy naacutemořniacute pěchoty
pobřežniacute straacuteže obranneacute kartografickeacute agentury zaacutestupců staacutetů NATO a Austraacutelie
V prosinci 1973 obdrželo JPO oficiaacutelniacute povoleniacute k zahaacutejeniacutem praciacute na programu
NAVSTAR ndash GPS (Hrdina Paacutenek amp Vejražka 1996)
Praacutece probiacutehaly ve čtyřech etapaacutech (upraveno dle Rapanta 2002)
Prvniacute etapa proběhla v letech 1973 ndash 1979 Byla zaměřena na ověřeniacute zaacutekladniacutech
principů činnosti systeacutemu GPS Nejprve byly provaacuteděny pozemniacute testy kdy pozemniacute
vysiacutelače simulovaly budouciacute družice Poteacute byly pokusy přeneseny do kosmickeacuteho
prostoru
Prvniacute družice vyrobenaacute firmou Rockwell byla vypuštěna v uacutenoru roku 1978 Ještě
teacutehož roku byly vyslaacuteny dalšiacute tři družice To umožňovalo určovat prostorovou polohu
avšak jen po omezenou dobu a pouze na testovaciacutem polygonu v Arizoně Družice
vypuštěneacute v prvniacute etapě jsou označovaacuteny jako družice Bloku I (obraacutezek 1) Celkem jich
v teacuteto etapě bylo vypuštěno 11 a s některyacutemi z nich bylo dosaženo počaacutetečniacuteho
provozniacuteho stavu systeacutemu ndash IOC (Initial Operational Capability) (Čaacutebelka 2008)
11
Obraacutezek 1 Družice Bloku I (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Druhaacute etapa proběhla v letech 1979 ndash 1985 V tomto časoveacutem rozmeziacute byla
budovaacutena řiacutediacuteciacute střediska a od roku 1980 byl zahaacutejen vyacutevoj družic Bloku II Takeacute byl
zahaacutejen vyacutevoj prvniacutech GPS přijiacutemačů Jejich prototypy byly testovaacuteny na testovaciacutem
polygonu a při naacutemořniacutech operaciacutech
Třetiacute etapa probiacutehala od roku 1985 do 17 července 1995 V tomto obdobiacute bylo
vyrobeno 29 družic Bloku II Prvniacute z nich dosaacutehla operačniacuteho stavu 10 srpna 1989
Tyto družice postupně nahradily družice Bloku I Vyacutekonnost systeacutemu se postupně
zvyšovala až bylo počaacutetkem roku 1993 možneacute provaacutedět třiacuterozměrnou navigaci kdekoliv
na Zemi po 24 hodin denně Desaacutetaacute až 29 družice Bloku II jsou označovaacuteny jako
družice Bloku IIA (obraacutezek 2) Jsou zdokonaleny a mohou pracovat až 180 dniacute bez
komunikace s řiacutediacuteciacutem segmentem Stejnou vlastnost maacute i naacutesledujiacuteciacute generace družic
označena pod naacutezvem Blok IIR (obraacutezek 3) jejichž vyacutevoj začal v roce 1989 Tyto daacutele
zdokonaleneacute družice jsou naviacutec schopny komunikovat mezi sebou a určovat svoji
vzaacutejemnou vzdaacutelenost Diacuteky tomu je možneacute snadněji detekovat anomaacutelniacute stavy družic a
signalizovat je uživatelům bez zaacutesahu řiacutediacuteciacuteho segmentu Počaacutetečniacuteho operačniacuteho stavu
(IOC) bylo dosaženo 8 prosince 1993 kdy bylo v kosmickeacutem segmentu obsazeno
družicemi všech plaacutenovanyacutech 24 pozic Plneacuteho operačniacuteho stavu ndash FOC (Full
Operational Capability) bylo dosaženo 17 července 1995
Obraacutezek 2 Družice Bloku IIA (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
2
Jmeacuteno a přiacutejmeniacute autora Bc Svatoslav Valenta
Naacutezev diplomoveacute praacutece Validita přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka
s aplikaciacute do sportovniacutech her
Pracoviště Katedra přiacuterodniacutech věd v kinantropologii
Vedouciacute diplomoveacute praacutece prof PaedDr Rudolf Psotta PhD
Rok obhajoby diplomoveacute praacutece 2013
Abstrakt Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu
přiacutestroje GPS Polar G3 s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech lokomociacute člověka s vyacutehledem možneacuteho využitiacute přiacutestroje pro treacuteninkovou
praxi ve sportovniacutech hraacutech Bylo zjištěno že přiacutestroj GPS Polar G3 naměřeneacute
vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje a to zejmeacutena na tratiacutech překonanyacutech
v nepřiacutemeacutem směru kde byla zjištěna systematickaacute chyba měřeniacute δS 169 - 304 na
přiacutemyacutech tratiacutech byla δS v rozsahu 11 - 228 Vliv překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost
měřeniacute byl potvrzen na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech kde se při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti
zvyšovala relativniacute systematickaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute Vliv rychlosti lokomoce na
přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že rychlost lokomoce ovlivňuje
přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Na zaacutekladě vyacutesledků studie lze konstatovat že
přiacutestroj GPS Polar G3 podhodnocuje překonanou vzdaacutelenost a to u většiny typů tratiacute
Proto při využitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve
sportovniacutech hraacutech či jinyacutech sportech s často se měniacuteciacute rychlostiacute lokomoce a trajektoriiacute
pohybu je nutneacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Kliacutečovaacute slova GPS validita polohovaacute chyba trajektorie vzdaacutelenost sportovniacute hry
Diplomovaacute praacutece vznikla v raacutemci vyacutezkumneacuteho projektu č P407110946
podporovaneacuteho Grantovou agenturou Českeacute republiky
Souhlasiacutem s půjčovaacuteniacutem zaacutevěrečneacute piacutesemneacute praacutece v raacutemci knihovniacutech služeb
3
Authoracutes first name and surname Svatoslav Valenta
Title of the master thesis Validity of GPS Polar G3 device for
measuring distances covered by locomotion
in human with applications to sports games
Department Department of Natural Sciences in
Kinanthropology
Supervisor prof PaedDr Rudolf Psotta PhD
The year of presentation 2013
Abstract The aim of this thesis was to verify the
validity of the GPS Polar G3 device with a sampling frequency 1 Hz for measuring
distances covered by locomotion in human with a view of the possible use of diagnostic
instrument in sports games Was found that the GPS Polar G3 device measured
distance with few exceptions underestimates especially on the non-linear courses
where was found the systematic error of measrurement δS 169 - 304 on linear
courses δS was in the range of 11 - 228 The Effect of covered distance on
measurement accuracy was confirmed on the linear and non-linear courses where the
shortening distance increased relative systematic and random error of measurement The
Effect of locomotion speed on accuracy of measurement of distance has not been clearly
demonstrated It appears that the locomotion speed affects accuracy of measurement
only for longer distance locomotion Based of the results of the study can be concluded
that the GPS Polar G3 device underestimates the distance covered for most types of
courses Therefore when using the GPS Polar G3 device for analysing of the distance
covered in sports games or other sports with frequently changing locomotion speed and
trajectory a one must expect significant underestimation of distances more than 10
Keywords GPS validity error of position trajectory distance sports games
This thesis was carried within of the research project NO P407110946 supported by
Grant agency of the Czech Republic
I agree the thesis paper to be lent within the library service
4
Prohlašuji že jsem diplomovou praacuteci zpracoval samostatně pod vedeniacutem prof
PaedDr Rudolfa Psotty PhD uvedl všechny použiteacute literaacuterniacute a odborneacute zdroje a
dodržoval zaacutesady vědeckeacute etiky Obraacutezky v teacuteto praacuteci jsou zveřejněny se souhlasem
jejich autorů
V Olomouci dne 31 července 2013 helliphelliphelliphelliphelliphellip
5
Děkuji prof PaedDr Rudolfu Psottovi PhD za pomoc a cenneacute rady ktereacute mi
poskytl při zpracovaacuteniacute diplomoveacute praacutece a Adamovi Krňaacutevkovi za pomoc při měřeniacute
Daacutele bych chtěl poděkovat přiacutetelkyni Aničce a svojiacute rodině za podporu během meacuteho
studia
6
OBSAH
1 UacuteVOD 8
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ 9
21 GPS jako fenomeacuten 9
211 Charakteristika GPS 9
212 Historie GPS 10
213 Oblasti využitiacute GPS 13
22 Princip funkce GPS 13
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS 15
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti 16
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic 16
2312 Stav družic 17
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic 17
2314 Satelitniacute hodiny 17
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači 18
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera 18
2322 Uacutetlum signaacutelu 18
2323 Multipath 19
233 Chyby přijiacutemače 20
2331 Hodiny přijiacutemače 20
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy) 20
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii 21
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute 23
3 CIacuteL PRAacuteCE 27
4 METODIKA 27
41 Design vyacutezkumu 27
42 Uacutečastniacutek 28
43 Zařiacutezeniacute 28
44 Průběh měřeniacute 29
45 Statistickaacute analyacuteza 29
5 VYacuteSLEDKY 31
6 DISKUZE 38
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka 38
7
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3 39
7 ZAacuteVĚR 44
8 SOUHRN 46
9 SUMMARY 47
10 REFERENČNIacute SEZNAM 48
8
1 UacuteVOD
Od doby co byl na počaacutetku 90 let minuleacuteho stoletiacute Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem
(NAVSTAR ndash GPS) uvolněn armaacutedou USA i pro potřeby civilniacutech uživatelů začal
pronikat do nejednoho vědniacuteho oboru Doprava Botanika zoologie geologie
geofyzika geodeacutezie a samozřejmě takeacute kinantropologie a sport ndash to je jen malyacute vyacutečet
toho kde je dnes tento fenomeacuten schopnyacute určit vaši polohu s přesnostiacute na centimetry
využiacutevaacuten
V našem oboru kinantropologii se nabiacuteziacute využitiacute systeacutemu GPS pro diagnostiku ve
sportovniacutech hraacutech Pomociacute GPS přijiacutemače jsme schopni zjistit jakou vzdaacutelenost hraacuteč
v utkaacuteniacute překonal jakaacute byla jeho průměrnaacute a maximaacutelniacute rychlost či kde a jak se na hřišti
pohyboval Tyto informace pak mohou hraacutet důležitou roli při posouzeniacute vyacutekonnosti
vlivu (efektivity) treacuteninku tvorbě treacuteninkovyacutech programů prognostice nebo taktickeacute
přiacutepravě
Otaacutezkou ale zůstaacutevaacute jakaacute je platnost těchto informaciacute Přiacutestroje GPS jsou sice
vyacuterazně dostupnějšiacute než jineacute systeacutemy zaměřeneacute na diagnostiku pohybu ve sportovniacutech
hraacutech avšak daacute se předpoklaacutedat že jsou takeacute meacuteně přesneacute Proto ciacutelem praacutece bylo
ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute 1 Hz přijiacutemače GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko)
kteryacute patřiacute mezi běžneacute GPS přijiacutemače určeneacute pro oblast sportu a pohybovyacutech aktivit
člověka
9
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ
21 GPS jako fenomeacuten
211 Charakteristika GPS
Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem (anglicky Global positioning system) znaacutemyacute takeacute pod
zkratkou GPS je družicovyacute systeacutem vybudovanyacute pro potřeby navigace a určovaacuteniacute
polohy na Zemi jehož služby jsou dostupneacute teacuteměř nepřetržitě kdykoliv a kdekoliv na
zemskeacutem povrchu a přilehleacutem okoliacute Jednaacute se o doposud nejmodernějšiacute navigačniacute
systeacutem kteryacute kdy byl uveden do provozu Jedinou podmiacutenkou pro využiacutevaacuteniacute GPS je
přiacutemaacute viditelnost na oblohu Proto neniacute možneacute systeacutem GPS využiacutevat v podzemniacutech
prostoraacutech v budovaacutech nebo pod velmi hustou vegetaciacute (Rapant 2002)
Systeacutem GPS byl vytvořen ministerstvem obrany Spojenyacutech staacutetů americkyacutech a
původně jej využiacutevala pouze armaacuteda Přiacutestupnyacute i pro civilniacute uživatele se stal až
začaacutetkem 90 let minuleacuteho stoletiacute (Steiner amp Černyacute 2006)
GPS tvořiacute 24 družic ktereacute jsou umiacutestěny na oběžneacute draacuteze a obiacutehajiacute kolem Země
Každaacute družice je vybavena atomovyacutemi hodinami diacuteky nimž je schopna vysiacutelat rychlostiacute
světla přesnyacute čas a přesnou polohu družice (Townshend Worringham amp Stewart
2008)
Dalšiacute nezbytnou součaacutestiacute systeacutemu je přijiacutemač GPS což je maleacute elektronickeacute zařiacutezeniacute
umožňujiacuteciacute přijiacutemat tyto vysiacutelaneacute signaacutely zpracovaacutevat je a poteacute určovat svoji aktuaacutelniacute
polohu vyjaacutedřenou pomociacute geografickyacutech souřadnic (Rapant 2002)
Rizos (1999) shrnuje charakteristiku GPS do několika bodů
Relativně vysokaacute polohovaacute přesnost od desiacutetek metrů až po milimetry
schopnost určovat i rychlost a čas s přesnostiacute odpoviacutedajiacuteciacute přesnosti
polohoveacute
dostupnost signaacutelů kdekoliv na Zemi na povrchu na moři ve vzduchu i
v bliacutezkeacutem kosmickeacutem prostoru
10
standardniacute polohovaacute služba systeacutemu GPS je civilniacutem uživatelům dostupnaacute
bez omezeniacute bez jakyacutechkoliv poplatků a jejiacute nejběžnějšiacute využiacutevaacuteniacute je možneacute i
při použitiacute relativně levneacuteho zařiacutezeniacute
je to systeacutem pracujiacuteciacute za každeacuteho počasiacute a dostupnyacute 24 hodin denně
polohu je možneacute určovat v třiacuterozměrneacutem prostoru
212 Historie GPS
Program družicoveacute navigace jenž byl rozviacutejen americkyacutemi vzdušnyacutemi siacutelami a
americkyacutem naacutemořnictvem sahaacute do počaacutetku šedesaacutetyacutech let minuleacuteho stoletiacute
Memorandem ministerstva obrany Spojenyacutech staacutetů ze 17 4 1973 byly vzdušneacute siacutely
učiněny zodpovědnyacutemi za sloučeniacute dvou pokusnyacutech programů ndash Timation a 621B do
programu jedineacuteho označeneacuteho jako NAVSTAR ndash GPS Od 1 7 1973 řiacutediacute rozvoj
programu GPS společnaacute programovaacute skupina (JPO ndash Joint Program Office) kosmickeacute
divize velitelstviacute systeacutemů vzdušnyacutech sil USA nachaacutezejiacuteciacute se na leteckeacute zaacutekladně v Los
Angeles JPO je sestavena ze zaacutestupců letectva naacutemořnictva armaacutedy naacutemořniacute pěchoty
pobřežniacute straacuteže obranneacute kartografickeacute agentury zaacutestupců staacutetů NATO a Austraacutelie
V prosinci 1973 obdrželo JPO oficiaacutelniacute povoleniacute k zahaacutejeniacutem praciacute na programu
NAVSTAR ndash GPS (Hrdina Paacutenek amp Vejražka 1996)
Praacutece probiacutehaly ve čtyřech etapaacutech (upraveno dle Rapanta 2002)
Prvniacute etapa proběhla v letech 1973 ndash 1979 Byla zaměřena na ověřeniacute zaacutekladniacutech
principů činnosti systeacutemu GPS Nejprve byly provaacuteděny pozemniacute testy kdy pozemniacute
vysiacutelače simulovaly budouciacute družice Poteacute byly pokusy přeneseny do kosmickeacuteho
prostoru
Prvniacute družice vyrobenaacute firmou Rockwell byla vypuštěna v uacutenoru roku 1978 Ještě
teacutehož roku byly vyslaacuteny dalšiacute tři družice To umožňovalo určovat prostorovou polohu
avšak jen po omezenou dobu a pouze na testovaciacutem polygonu v Arizoně Družice
vypuštěneacute v prvniacute etapě jsou označovaacuteny jako družice Bloku I (obraacutezek 1) Celkem jich
v teacuteto etapě bylo vypuštěno 11 a s některyacutemi z nich bylo dosaženo počaacutetečniacuteho
provozniacuteho stavu systeacutemu ndash IOC (Initial Operational Capability) (Čaacutebelka 2008)
11
Obraacutezek 1 Družice Bloku I (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Druhaacute etapa proběhla v letech 1979 ndash 1985 V tomto časoveacutem rozmeziacute byla
budovaacutena řiacutediacuteciacute střediska a od roku 1980 byl zahaacutejen vyacutevoj družic Bloku II Takeacute byl
zahaacutejen vyacutevoj prvniacutech GPS přijiacutemačů Jejich prototypy byly testovaacuteny na testovaciacutem
polygonu a při naacutemořniacutech operaciacutech
Třetiacute etapa probiacutehala od roku 1985 do 17 července 1995 V tomto obdobiacute bylo
vyrobeno 29 družic Bloku II Prvniacute z nich dosaacutehla operačniacuteho stavu 10 srpna 1989
Tyto družice postupně nahradily družice Bloku I Vyacutekonnost systeacutemu se postupně
zvyšovala až bylo počaacutetkem roku 1993 možneacute provaacutedět třiacuterozměrnou navigaci kdekoliv
na Zemi po 24 hodin denně Desaacutetaacute až 29 družice Bloku II jsou označovaacuteny jako
družice Bloku IIA (obraacutezek 2) Jsou zdokonaleny a mohou pracovat až 180 dniacute bez
komunikace s řiacutediacuteciacutem segmentem Stejnou vlastnost maacute i naacutesledujiacuteciacute generace družic
označena pod naacutezvem Blok IIR (obraacutezek 3) jejichž vyacutevoj začal v roce 1989 Tyto daacutele
zdokonaleneacute družice jsou naviacutec schopny komunikovat mezi sebou a určovat svoji
vzaacutejemnou vzdaacutelenost Diacuteky tomu je možneacute snadněji detekovat anomaacutelniacute stavy družic a
signalizovat je uživatelům bez zaacutesahu řiacutediacuteciacuteho segmentu Počaacutetečniacuteho operačniacuteho stavu
(IOC) bylo dosaženo 8 prosince 1993 kdy bylo v kosmickeacutem segmentu obsazeno
družicemi všech plaacutenovanyacutech 24 pozic Plneacuteho operačniacuteho stavu ndash FOC (Full
Operational Capability) bylo dosaženo 17 července 1995
Obraacutezek 2 Družice Bloku IIA (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
3
Authoracutes first name and surname Svatoslav Valenta
Title of the master thesis Validity of GPS Polar G3 device for
measuring distances covered by locomotion
in human with applications to sports games
Department Department of Natural Sciences in
Kinanthropology
Supervisor prof PaedDr Rudolf Psotta PhD
The year of presentation 2013
Abstract The aim of this thesis was to verify the
validity of the GPS Polar G3 device with a sampling frequency 1 Hz for measuring
distances covered by locomotion in human with a view of the possible use of diagnostic
instrument in sports games Was found that the GPS Polar G3 device measured
distance with few exceptions underestimates especially on the non-linear courses
where was found the systematic error of measrurement δS 169 - 304 on linear
courses δS was in the range of 11 - 228 The Effect of covered distance on
measurement accuracy was confirmed on the linear and non-linear courses where the
shortening distance increased relative systematic and random error of measurement The
Effect of locomotion speed on accuracy of measurement of distance has not been clearly
demonstrated It appears that the locomotion speed affects accuracy of measurement
only for longer distance locomotion Based of the results of the study can be concluded
that the GPS Polar G3 device underestimates the distance covered for most types of
courses Therefore when using the GPS Polar G3 device for analysing of the distance
covered in sports games or other sports with frequently changing locomotion speed and
trajectory a one must expect significant underestimation of distances more than 10
Keywords GPS validity error of position trajectory distance sports games
This thesis was carried within of the research project NO P407110946 supported by
Grant agency of the Czech Republic
I agree the thesis paper to be lent within the library service
4
Prohlašuji že jsem diplomovou praacuteci zpracoval samostatně pod vedeniacutem prof
PaedDr Rudolfa Psotty PhD uvedl všechny použiteacute literaacuterniacute a odborneacute zdroje a
dodržoval zaacutesady vědeckeacute etiky Obraacutezky v teacuteto praacuteci jsou zveřejněny se souhlasem
jejich autorů
V Olomouci dne 31 července 2013 helliphelliphelliphelliphelliphellip
5
Děkuji prof PaedDr Rudolfu Psottovi PhD za pomoc a cenneacute rady ktereacute mi
poskytl při zpracovaacuteniacute diplomoveacute praacutece a Adamovi Krňaacutevkovi za pomoc při měřeniacute
Daacutele bych chtěl poděkovat přiacutetelkyni Aničce a svojiacute rodině za podporu během meacuteho
studia
6
OBSAH
1 UacuteVOD 8
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ 9
21 GPS jako fenomeacuten 9
211 Charakteristika GPS 9
212 Historie GPS 10
213 Oblasti využitiacute GPS 13
22 Princip funkce GPS 13
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS 15
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti 16
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic 16
2312 Stav družic 17
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic 17
2314 Satelitniacute hodiny 17
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači 18
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera 18
2322 Uacutetlum signaacutelu 18
2323 Multipath 19
233 Chyby přijiacutemače 20
2331 Hodiny přijiacutemače 20
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy) 20
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii 21
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute 23
3 CIacuteL PRAacuteCE 27
4 METODIKA 27
41 Design vyacutezkumu 27
42 Uacutečastniacutek 28
43 Zařiacutezeniacute 28
44 Průběh měřeniacute 29
45 Statistickaacute analyacuteza 29
5 VYacuteSLEDKY 31
6 DISKUZE 38
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka 38
7
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3 39
7 ZAacuteVĚR 44
8 SOUHRN 46
9 SUMMARY 47
10 REFERENČNIacute SEZNAM 48
8
1 UacuteVOD
Od doby co byl na počaacutetku 90 let minuleacuteho stoletiacute Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem
(NAVSTAR ndash GPS) uvolněn armaacutedou USA i pro potřeby civilniacutech uživatelů začal
pronikat do nejednoho vědniacuteho oboru Doprava Botanika zoologie geologie
geofyzika geodeacutezie a samozřejmě takeacute kinantropologie a sport ndash to je jen malyacute vyacutečet
toho kde je dnes tento fenomeacuten schopnyacute určit vaši polohu s přesnostiacute na centimetry
využiacutevaacuten
V našem oboru kinantropologii se nabiacuteziacute využitiacute systeacutemu GPS pro diagnostiku ve
sportovniacutech hraacutech Pomociacute GPS přijiacutemače jsme schopni zjistit jakou vzdaacutelenost hraacuteč
v utkaacuteniacute překonal jakaacute byla jeho průměrnaacute a maximaacutelniacute rychlost či kde a jak se na hřišti
pohyboval Tyto informace pak mohou hraacutet důležitou roli při posouzeniacute vyacutekonnosti
vlivu (efektivity) treacuteninku tvorbě treacuteninkovyacutech programů prognostice nebo taktickeacute
přiacutepravě
Otaacutezkou ale zůstaacutevaacute jakaacute je platnost těchto informaciacute Přiacutestroje GPS jsou sice
vyacuterazně dostupnějšiacute než jineacute systeacutemy zaměřeneacute na diagnostiku pohybu ve sportovniacutech
hraacutech avšak daacute se předpoklaacutedat že jsou takeacute meacuteně přesneacute Proto ciacutelem praacutece bylo
ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute 1 Hz přijiacutemače GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko)
kteryacute patřiacute mezi běžneacute GPS přijiacutemače určeneacute pro oblast sportu a pohybovyacutech aktivit
člověka
9
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ
21 GPS jako fenomeacuten
211 Charakteristika GPS
Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem (anglicky Global positioning system) znaacutemyacute takeacute pod
zkratkou GPS je družicovyacute systeacutem vybudovanyacute pro potřeby navigace a určovaacuteniacute
polohy na Zemi jehož služby jsou dostupneacute teacuteměř nepřetržitě kdykoliv a kdekoliv na
zemskeacutem povrchu a přilehleacutem okoliacute Jednaacute se o doposud nejmodernějšiacute navigačniacute
systeacutem kteryacute kdy byl uveden do provozu Jedinou podmiacutenkou pro využiacutevaacuteniacute GPS je
přiacutemaacute viditelnost na oblohu Proto neniacute možneacute systeacutem GPS využiacutevat v podzemniacutech
prostoraacutech v budovaacutech nebo pod velmi hustou vegetaciacute (Rapant 2002)
Systeacutem GPS byl vytvořen ministerstvem obrany Spojenyacutech staacutetů americkyacutech a
původně jej využiacutevala pouze armaacuteda Přiacutestupnyacute i pro civilniacute uživatele se stal až
začaacutetkem 90 let minuleacuteho stoletiacute (Steiner amp Černyacute 2006)
GPS tvořiacute 24 družic ktereacute jsou umiacutestěny na oběžneacute draacuteze a obiacutehajiacute kolem Země
Každaacute družice je vybavena atomovyacutemi hodinami diacuteky nimž je schopna vysiacutelat rychlostiacute
světla přesnyacute čas a přesnou polohu družice (Townshend Worringham amp Stewart
2008)
Dalšiacute nezbytnou součaacutestiacute systeacutemu je přijiacutemač GPS což je maleacute elektronickeacute zařiacutezeniacute
umožňujiacuteciacute přijiacutemat tyto vysiacutelaneacute signaacutely zpracovaacutevat je a poteacute určovat svoji aktuaacutelniacute
polohu vyjaacutedřenou pomociacute geografickyacutech souřadnic (Rapant 2002)
Rizos (1999) shrnuje charakteristiku GPS do několika bodů
Relativně vysokaacute polohovaacute přesnost od desiacutetek metrů až po milimetry
schopnost určovat i rychlost a čas s přesnostiacute odpoviacutedajiacuteciacute přesnosti
polohoveacute
dostupnost signaacutelů kdekoliv na Zemi na povrchu na moři ve vzduchu i
v bliacutezkeacutem kosmickeacutem prostoru
10
standardniacute polohovaacute služba systeacutemu GPS je civilniacutem uživatelům dostupnaacute
bez omezeniacute bez jakyacutechkoliv poplatků a jejiacute nejběžnějšiacute využiacutevaacuteniacute je možneacute i
při použitiacute relativně levneacuteho zařiacutezeniacute
je to systeacutem pracujiacuteciacute za každeacuteho počasiacute a dostupnyacute 24 hodin denně
polohu je možneacute určovat v třiacuterozměrneacutem prostoru
212 Historie GPS
Program družicoveacute navigace jenž byl rozviacutejen americkyacutemi vzdušnyacutemi siacutelami a
americkyacutem naacutemořnictvem sahaacute do počaacutetku šedesaacutetyacutech let minuleacuteho stoletiacute
Memorandem ministerstva obrany Spojenyacutech staacutetů ze 17 4 1973 byly vzdušneacute siacutely
učiněny zodpovědnyacutemi za sloučeniacute dvou pokusnyacutech programů ndash Timation a 621B do
programu jedineacuteho označeneacuteho jako NAVSTAR ndash GPS Od 1 7 1973 řiacutediacute rozvoj
programu GPS společnaacute programovaacute skupina (JPO ndash Joint Program Office) kosmickeacute
divize velitelstviacute systeacutemů vzdušnyacutech sil USA nachaacutezejiacuteciacute se na leteckeacute zaacutekladně v Los
Angeles JPO je sestavena ze zaacutestupců letectva naacutemořnictva armaacutedy naacutemořniacute pěchoty
pobřežniacute straacuteže obranneacute kartografickeacute agentury zaacutestupců staacutetů NATO a Austraacutelie
V prosinci 1973 obdrželo JPO oficiaacutelniacute povoleniacute k zahaacutejeniacutem praciacute na programu
NAVSTAR ndash GPS (Hrdina Paacutenek amp Vejražka 1996)
Praacutece probiacutehaly ve čtyřech etapaacutech (upraveno dle Rapanta 2002)
Prvniacute etapa proběhla v letech 1973 ndash 1979 Byla zaměřena na ověřeniacute zaacutekladniacutech
principů činnosti systeacutemu GPS Nejprve byly provaacuteděny pozemniacute testy kdy pozemniacute
vysiacutelače simulovaly budouciacute družice Poteacute byly pokusy přeneseny do kosmickeacuteho
prostoru
Prvniacute družice vyrobenaacute firmou Rockwell byla vypuštěna v uacutenoru roku 1978 Ještě
teacutehož roku byly vyslaacuteny dalšiacute tři družice To umožňovalo určovat prostorovou polohu
avšak jen po omezenou dobu a pouze na testovaciacutem polygonu v Arizoně Družice
vypuštěneacute v prvniacute etapě jsou označovaacuteny jako družice Bloku I (obraacutezek 1) Celkem jich
v teacuteto etapě bylo vypuštěno 11 a s některyacutemi z nich bylo dosaženo počaacutetečniacuteho
provozniacuteho stavu systeacutemu ndash IOC (Initial Operational Capability) (Čaacutebelka 2008)
11
Obraacutezek 1 Družice Bloku I (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Druhaacute etapa proběhla v letech 1979 ndash 1985 V tomto časoveacutem rozmeziacute byla
budovaacutena řiacutediacuteciacute střediska a od roku 1980 byl zahaacutejen vyacutevoj družic Bloku II Takeacute byl
zahaacutejen vyacutevoj prvniacutech GPS přijiacutemačů Jejich prototypy byly testovaacuteny na testovaciacutem
polygonu a při naacutemořniacutech operaciacutech
Třetiacute etapa probiacutehala od roku 1985 do 17 července 1995 V tomto obdobiacute bylo
vyrobeno 29 družic Bloku II Prvniacute z nich dosaacutehla operačniacuteho stavu 10 srpna 1989
Tyto družice postupně nahradily družice Bloku I Vyacutekonnost systeacutemu se postupně
zvyšovala až bylo počaacutetkem roku 1993 možneacute provaacutedět třiacuterozměrnou navigaci kdekoliv
na Zemi po 24 hodin denně Desaacutetaacute až 29 družice Bloku II jsou označovaacuteny jako
družice Bloku IIA (obraacutezek 2) Jsou zdokonaleny a mohou pracovat až 180 dniacute bez
komunikace s řiacutediacuteciacutem segmentem Stejnou vlastnost maacute i naacutesledujiacuteciacute generace družic
označena pod naacutezvem Blok IIR (obraacutezek 3) jejichž vyacutevoj začal v roce 1989 Tyto daacutele
zdokonaleneacute družice jsou naviacutec schopny komunikovat mezi sebou a určovat svoji
vzaacutejemnou vzdaacutelenost Diacuteky tomu je možneacute snadněji detekovat anomaacutelniacute stavy družic a
signalizovat je uživatelům bez zaacutesahu řiacutediacuteciacuteho segmentu Počaacutetečniacuteho operačniacuteho stavu
(IOC) bylo dosaženo 8 prosince 1993 kdy bylo v kosmickeacutem segmentu obsazeno
družicemi všech plaacutenovanyacutech 24 pozic Plneacuteho operačniacuteho stavu ndash FOC (Full
Operational Capability) bylo dosaženo 17 července 1995
Obraacutezek 2 Družice Bloku IIA (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
4
Prohlašuji že jsem diplomovou praacuteci zpracoval samostatně pod vedeniacutem prof
PaedDr Rudolfa Psotty PhD uvedl všechny použiteacute literaacuterniacute a odborneacute zdroje a
dodržoval zaacutesady vědeckeacute etiky Obraacutezky v teacuteto praacuteci jsou zveřejněny se souhlasem
jejich autorů
V Olomouci dne 31 července 2013 helliphelliphelliphelliphelliphellip
5
Děkuji prof PaedDr Rudolfu Psottovi PhD za pomoc a cenneacute rady ktereacute mi
poskytl při zpracovaacuteniacute diplomoveacute praacutece a Adamovi Krňaacutevkovi za pomoc při měřeniacute
Daacutele bych chtěl poděkovat přiacutetelkyni Aničce a svojiacute rodině za podporu během meacuteho
studia
6
OBSAH
1 UacuteVOD 8
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ 9
21 GPS jako fenomeacuten 9
211 Charakteristika GPS 9
212 Historie GPS 10
213 Oblasti využitiacute GPS 13
22 Princip funkce GPS 13
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS 15
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti 16
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic 16
2312 Stav družic 17
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic 17
2314 Satelitniacute hodiny 17
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači 18
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera 18
2322 Uacutetlum signaacutelu 18
2323 Multipath 19
233 Chyby přijiacutemače 20
2331 Hodiny přijiacutemače 20
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy) 20
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii 21
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute 23
3 CIacuteL PRAacuteCE 27
4 METODIKA 27
41 Design vyacutezkumu 27
42 Uacutečastniacutek 28
43 Zařiacutezeniacute 28
44 Průběh měřeniacute 29
45 Statistickaacute analyacuteza 29
5 VYacuteSLEDKY 31
6 DISKUZE 38
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka 38
7
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3 39
7 ZAacuteVĚR 44
8 SOUHRN 46
9 SUMMARY 47
10 REFERENČNIacute SEZNAM 48
8
1 UacuteVOD
Od doby co byl na počaacutetku 90 let minuleacuteho stoletiacute Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem
(NAVSTAR ndash GPS) uvolněn armaacutedou USA i pro potřeby civilniacutech uživatelů začal
pronikat do nejednoho vědniacuteho oboru Doprava Botanika zoologie geologie
geofyzika geodeacutezie a samozřejmě takeacute kinantropologie a sport ndash to je jen malyacute vyacutečet
toho kde je dnes tento fenomeacuten schopnyacute určit vaši polohu s přesnostiacute na centimetry
využiacutevaacuten
V našem oboru kinantropologii se nabiacuteziacute využitiacute systeacutemu GPS pro diagnostiku ve
sportovniacutech hraacutech Pomociacute GPS přijiacutemače jsme schopni zjistit jakou vzdaacutelenost hraacuteč
v utkaacuteniacute překonal jakaacute byla jeho průměrnaacute a maximaacutelniacute rychlost či kde a jak se na hřišti
pohyboval Tyto informace pak mohou hraacutet důležitou roli při posouzeniacute vyacutekonnosti
vlivu (efektivity) treacuteninku tvorbě treacuteninkovyacutech programů prognostice nebo taktickeacute
přiacutepravě
Otaacutezkou ale zůstaacutevaacute jakaacute je platnost těchto informaciacute Přiacutestroje GPS jsou sice
vyacuterazně dostupnějšiacute než jineacute systeacutemy zaměřeneacute na diagnostiku pohybu ve sportovniacutech
hraacutech avšak daacute se předpoklaacutedat že jsou takeacute meacuteně přesneacute Proto ciacutelem praacutece bylo
ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute 1 Hz přijiacutemače GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko)
kteryacute patřiacute mezi běžneacute GPS přijiacutemače určeneacute pro oblast sportu a pohybovyacutech aktivit
člověka
9
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ
21 GPS jako fenomeacuten
211 Charakteristika GPS
Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem (anglicky Global positioning system) znaacutemyacute takeacute pod
zkratkou GPS je družicovyacute systeacutem vybudovanyacute pro potřeby navigace a určovaacuteniacute
polohy na Zemi jehož služby jsou dostupneacute teacuteměř nepřetržitě kdykoliv a kdekoliv na
zemskeacutem povrchu a přilehleacutem okoliacute Jednaacute se o doposud nejmodernějšiacute navigačniacute
systeacutem kteryacute kdy byl uveden do provozu Jedinou podmiacutenkou pro využiacutevaacuteniacute GPS je
přiacutemaacute viditelnost na oblohu Proto neniacute možneacute systeacutem GPS využiacutevat v podzemniacutech
prostoraacutech v budovaacutech nebo pod velmi hustou vegetaciacute (Rapant 2002)
Systeacutem GPS byl vytvořen ministerstvem obrany Spojenyacutech staacutetů americkyacutech a
původně jej využiacutevala pouze armaacuteda Přiacutestupnyacute i pro civilniacute uživatele se stal až
začaacutetkem 90 let minuleacuteho stoletiacute (Steiner amp Černyacute 2006)
GPS tvořiacute 24 družic ktereacute jsou umiacutestěny na oběžneacute draacuteze a obiacutehajiacute kolem Země
Každaacute družice je vybavena atomovyacutemi hodinami diacuteky nimž je schopna vysiacutelat rychlostiacute
světla přesnyacute čas a přesnou polohu družice (Townshend Worringham amp Stewart
2008)
Dalšiacute nezbytnou součaacutestiacute systeacutemu je přijiacutemač GPS což je maleacute elektronickeacute zařiacutezeniacute
umožňujiacuteciacute přijiacutemat tyto vysiacutelaneacute signaacutely zpracovaacutevat je a poteacute určovat svoji aktuaacutelniacute
polohu vyjaacutedřenou pomociacute geografickyacutech souřadnic (Rapant 2002)
Rizos (1999) shrnuje charakteristiku GPS do několika bodů
Relativně vysokaacute polohovaacute přesnost od desiacutetek metrů až po milimetry
schopnost určovat i rychlost a čas s přesnostiacute odpoviacutedajiacuteciacute přesnosti
polohoveacute
dostupnost signaacutelů kdekoliv na Zemi na povrchu na moři ve vzduchu i
v bliacutezkeacutem kosmickeacutem prostoru
10
standardniacute polohovaacute služba systeacutemu GPS je civilniacutem uživatelům dostupnaacute
bez omezeniacute bez jakyacutechkoliv poplatků a jejiacute nejběžnějšiacute využiacutevaacuteniacute je možneacute i
při použitiacute relativně levneacuteho zařiacutezeniacute
je to systeacutem pracujiacuteciacute za každeacuteho počasiacute a dostupnyacute 24 hodin denně
polohu je možneacute určovat v třiacuterozměrneacutem prostoru
212 Historie GPS
Program družicoveacute navigace jenž byl rozviacutejen americkyacutemi vzdušnyacutemi siacutelami a
americkyacutem naacutemořnictvem sahaacute do počaacutetku šedesaacutetyacutech let minuleacuteho stoletiacute
Memorandem ministerstva obrany Spojenyacutech staacutetů ze 17 4 1973 byly vzdušneacute siacutely
učiněny zodpovědnyacutemi za sloučeniacute dvou pokusnyacutech programů ndash Timation a 621B do
programu jedineacuteho označeneacuteho jako NAVSTAR ndash GPS Od 1 7 1973 řiacutediacute rozvoj
programu GPS společnaacute programovaacute skupina (JPO ndash Joint Program Office) kosmickeacute
divize velitelstviacute systeacutemů vzdušnyacutech sil USA nachaacutezejiacuteciacute se na leteckeacute zaacutekladně v Los
Angeles JPO je sestavena ze zaacutestupců letectva naacutemořnictva armaacutedy naacutemořniacute pěchoty
pobřežniacute straacuteže obranneacute kartografickeacute agentury zaacutestupců staacutetů NATO a Austraacutelie
V prosinci 1973 obdrželo JPO oficiaacutelniacute povoleniacute k zahaacutejeniacutem praciacute na programu
NAVSTAR ndash GPS (Hrdina Paacutenek amp Vejražka 1996)
Praacutece probiacutehaly ve čtyřech etapaacutech (upraveno dle Rapanta 2002)
Prvniacute etapa proběhla v letech 1973 ndash 1979 Byla zaměřena na ověřeniacute zaacutekladniacutech
principů činnosti systeacutemu GPS Nejprve byly provaacuteděny pozemniacute testy kdy pozemniacute
vysiacutelače simulovaly budouciacute družice Poteacute byly pokusy přeneseny do kosmickeacuteho
prostoru
Prvniacute družice vyrobenaacute firmou Rockwell byla vypuštěna v uacutenoru roku 1978 Ještě
teacutehož roku byly vyslaacuteny dalšiacute tři družice To umožňovalo určovat prostorovou polohu
avšak jen po omezenou dobu a pouze na testovaciacutem polygonu v Arizoně Družice
vypuštěneacute v prvniacute etapě jsou označovaacuteny jako družice Bloku I (obraacutezek 1) Celkem jich
v teacuteto etapě bylo vypuštěno 11 a s některyacutemi z nich bylo dosaženo počaacutetečniacuteho
provozniacuteho stavu systeacutemu ndash IOC (Initial Operational Capability) (Čaacutebelka 2008)
11
Obraacutezek 1 Družice Bloku I (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Druhaacute etapa proběhla v letech 1979 ndash 1985 V tomto časoveacutem rozmeziacute byla
budovaacutena řiacutediacuteciacute střediska a od roku 1980 byl zahaacutejen vyacutevoj družic Bloku II Takeacute byl
zahaacutejen vyacutevoj prvniacutech GPS přijiacutemačů Jejich prototypy byly testovaacuteny na testovaciacutem
polygonu a při naacutemořniacutech operaciacutech
Třetiacute etapa probiacutehala od roku 1985 do 17 července 1995 V tomto obdobiacute bylo
vyrobeno 29 družic Bloku II Prvniacute z nich dosaacutehla operačniacuteho stavu 10 srpna 1989
Tyto družice postupně nahradily družice Bloku I Vyacutekonnost systeacutemu se postupně
zvyšovala až bylo počaacutetkem roku 1993 možneacute provaacutedět třiacuterozměrnou navigaci kdekoliv
na Zemi po 24 hodin denně Desaacutetaacute až 29 družice Bloku II jsou označovaacuteny jako
družice Bloku IIA (obraacutezek 2) Jsou zdokonaleny a mohou pracovat až 180 dniacute bez
komunikace s řiacutediacuteciacutem segmentem Stejnou vlastnost maacute i naacutesledujiacuteciacute generace družic
označena pod naacutezvem Blok IIR (obraacutezek 3) jejichž vyacutevoj začal v roce 1989 Tyto daacutele
zdokonaleneacute družice jsou naviacutec schopny komunikovat mezi sebou a určovat svoji
vzaacutejemnou vzdaacutelenost Diacuteky tomu je možneacute snadněji detekovat anomaacutelniacute stavy družic a
signalizovat je uživatelům bez zaacutesahu řiacutediacuteciacuteho segmentu Počaacutetečniacuteho operačniacuteho stavu
(IOC) bylo dosaženo 8 prosince 1993 kdy bylo v kosmickeacutem segmentu obsazeno
družicemi všech plaacutenovanyacutech 24 pozic Plneacuteho operačniacuteho stavu ndash FOC (Full
Operational Capability) bylo dosaženo 17 července 1995
Obraacutezek 2 Družice Bloku IIA (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
5
Děkuji prof PaedDr Rudolfu Psottovi PhD za pomoc a cenneacute rady ktereacute mi
poskytl při zpracovaacuteniacute diplomoveacute praacutece a Adamovi Krňaacutevkovi za pomoc při měřeniacute
Daacutele bych chtěl poděkovat přiacutetelkyni Aničce a svojiacute rodině za podporu během meacuteho
studia
6
OBSAH
1 UacuteVOD 8
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ 9
21 GPS jako fenomeacuten 9
211 Charakteristika GPS 9
212 Historie GPS 10
213 Oblasti využitiacute GPS 13
22 Princip funkce GPS 13
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS 15
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti 16
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic 16
2312 Stav družic 17
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic 17
2314 Satelitniacute hodiny 17
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači 18
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera 18
2322 Uacutetlum signaacutelu 18
2323 Multipath 19
233 Chyby přijiacutemače 20
2331 Hodiny přijiacutemače 20
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy) 20
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii 21
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute 23
3 CIacuteL PRAacuteCE 27
4 METODIKA 27
41 Design vyacutezkumu 27
42 Uacutečastniacutek 28
43 Zařiacutezeniacute 28
44 Průběh měřeniacute 29
45 Statistickaacute analyacuteza 29
5 VYacuteSLEDKY 31
6 DISKUZE 38
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka 38
7
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3 39
7 ZAacuteVĚR 44
8 SOUHRN 46
9 SUMMARY 47
10 REFERENČNIacute SEZNAM 48
8
1 UacuteVOD
Od doby co byl na počaacutetku 90 let minuleacuteho stoletiacute Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem
(NAVSTAR ndash GPS) uvolněn armaacutedou USA i pro potřeby civilniacutech uživatelů začal
pronikat do nejednoho vědniacuteho oboru Doprava Botanika zoologie geologie
geofyzika geodeacutezie a samozřejmě takeacute kinantropologie a sport ndash to je jen malyacute vyacutečet
toho kde je dnes tento fenomeacuten schopnyacute určit vaši polohu s přesnostiacute na centimetry
využiacutevaacuten
V našem oboru kinantropologii se nabiacuteziacute využitiacute systeacutemu GPS pro diagnostiku ve
sportovniacutech hraacutech Pomociacute GPS přijiacutemače jsme schopni zjistit jakou vzdaacutelenost hraacuteč
v utkaacuteniacute překonal jakaacute byla jeho průměrnaacute a maximaacutelniacute rychlost či kde a jak se na hřišti
pohyboval Tyto informace pak mohou hraacutet důležitou roli při posouzeniacute vyacutekonnosti
vlivu (efektivity) treacuteninku tvorbě treacuteninkovyacutech programů prognostice nebo taktickeacute
přiacutepravě
Otaacutezkou ale zůstaacutevaacute jakaacute je platnost těchto informaciacute Přiacutestroje GPS jsou sice
vyacuterazně dostupnějšiacute než jineacute systeacutemy zaměřeneacute na diagnostiku pohybu ve sportovniacutech
hraacutech avšak daacute se předpoklaacutedat že jsou takeacute meacuteně přesneacute Proto ciacutelem praacutece bylo
ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute 1 Hz přijiacutemače GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko)
kteryacute patřiacute mezi běžneacute GPS přijiacutemače určeneacute pro oblast sportu a pohybovyacutech aktivit
člověka
9
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ
21 GPS jako fenomeacuten
211 Charakteristika GPS
Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem (anglicky Global positioning system) znaacutemyacute takeacute pod
zkratkou GPS je družicovyacute systeacutem vybudovanyacute pro potřeby navigace a určovaacuteniacute
polohy na Zemi jehož služby jsou dostupneacute teacuteměř nepřetržitě kdykoliv a kdekoliv na
zemskeacutem povrchu a přilehleacutem okoliacute Jednaacute se o doposud nejmodernějšiacute navigačniacute
systeacutem kteryacute kdy byl uveden do provozu Jedinou podmiacutenkou pro využiacutevaacuteniacute GPS je
přiacutemaacute viditelnost na oblohu Proto neniacute možneacute systeacutem GPS využiacutevat v podzemniacutech
prostoraacutech v budovaacutech nebo pod velmi hustou vegetaciacute (Rapant 2002)
Systeacutem GPS byl vytvořen ministerstvem obrany Spojenyacutech staacutetů americkyacutech a
původně jej využiacutevala pouze armaacuteda Přiacutestupnyacute i pro civilniacute uživatele se stal až
začaacutetkem 90 let minuleacuteho stoletiacute (Steiner amp Černyacute 2006)
GPS tvořiacute 24 družic ktereacute jsou umiacutestěny na oběžneacute draacuteze a obiacutehajiacute kolem Země
Každaacute družice je vybavena atomovyacutemi hodinami diacuteky nimž je schopna vysiacutelat rychlostiacute
světla přesnyacute čas a přesnou polohu družice (Townshend Worringham amp Stewart
2008)
Dalšiacute nezbytnou součaacutestiacute systeacutemu je přijiacutemač GPS což je maleacute elektronickeacute zařiacutezeniacute
umožňujiacuteciacute přijiacutemat tyto vysiacutelaneacute signaacutely zpracovaacutevat je a poteacute určovat svoji aktuaacutelniacute
polohu vyjaacutedřenou pomociacute geografickyacutech souřadnic (Rapant 2002)
Rizos (1999) shrnuje charakteristiku GPS do několika bodů
Relativně vysokaacute polohovaacute přesnost od desiacutetek metrů až po milimetry
schopnost určovat i rychlost a čas s přesnostiacute odpoviacutedajiacuteciacute přesnosti
polohoveacute
dostupnost signaacutelů kdekoliv na Zemi na povrchu na moři ve vzduchu i
v bliacutezkeacutem kosmickeacutem prostoru
10
standardniacute polohovaacute služba systeacutemu GPS je civilniacutem uživatelům dostupnaacute
bez omezeniacute bez jakyacutechkoliv poplatků a jejiacute nejběžnějšiacute využiacutevaacuteniacute je možneacute i
při použitiacute relativně levneacuteho zařiacutezeniacute
je to systeacutem pracujiacuteciacute za každeacuteho počasiacute a dostupnyacute 24 hodin denně
polohu je možneacute určovat v třiacuterozměrneacutem prostoru
212 Historie GPS
Program družicoveacute navigace jenž byl rozviacutejen americkyacutemi vzdušnyacutemi siacutelami a
americkyacutem naacutemořnictvem sahaacute do počaacutetku šedesaacutetyacutech let minuleacuteho stoletiacute
Memorandem ministerstva obrany Spojenyacutech staacutetů ze 17 4 1973 byly vzdušneacute siacutely
učiněny zodpovědnyacutemi za sloučeniacute dvou pokusnyacutech programů ndash Timation a 621B do
programu jedineacuteho označeneacuteho jako NAVSTAR ndash GPS Od 1 7 1973 řiacutediacute rozvoj
programu GPS společnaacute programovaacute skupina (JPO ndash Joint Program Office) kosmickeacute
divize velitelstviacute systeacutemů vzdušnyacutech sil USA nachaacutezejiacuteciacute se na leteckeacute zaacutekladně v Los
Angeles JPO je sestavena ze zaacutestupců letectva naacutemořnictva armaacutedy naacutemořniacute pěchoty
pobřežniacute straacuteže obranneacute kartografickeacute agentury zaacutestupců staacutetů NATO a Austraacutelie
V prosinci 1973 obdrželo JPO oficiaacutelniacute povoleniacute k zahaacutejeniacutem praciacute na programu
NAVSTAR ndash GPS (Hrdina Paacutenek amp Vejražka 1996)
Praacutece probiacutehaly ve čtyřech etapaacutech (upraveno dle Rapanta 2002)
Prvniacute etapa proběhla v letech 1973 ndash 1979 Byla zaměřena na ověřeniacute zaacutekladniacutech
principů činnosti systeacutemu GPS Nejprve byly provaacuteděny pozemniacute testy kdy pozemniacute
vysiacutelače simulovaly budouciacute družice Poteacute byly pokusy přeneseny do kosmickeacuteho
prostoru
Prvniacute družice vyrobenaacute firmou Rockwell byla vypuštěna v uacutenoru roku 1978 Ještě
teacutehož roku byly vyslaacuteny dalšiacute tři družice To umožňovalo určovat prostorovou polohu
avšak jen po omezenou dobu a pouze na testovaciacutem polygonu v Arizoně Družice
vypuštěneacute v prvniacute etapě jsou označovaacuteny jako družice Bloku I (obraacutezek 1) Celkem jich
v teacuteto etapě bylo vypuštěno 11 a s některyacutemi z nich bylo dosaženo počaacutetečniacuteho
provozniacuteho stavu systeacutemu ndash IOC (Initial Operational Capability) (Čaacutebelka 2008)
11
Obraacutezek 1 Družice Bloku I (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Druhaacute etapa proběhla v letech 1979 ndash 1985 V tomto časoveacutem rozmeziacute byla
budovaacutena řiacutediacuteciacute střediska a od roku 1980 byl zahaacutejen vyacutevoj družic Bloku II Takeacute byl
zahaacutejen vyacutevoj prvniacutech GPS přijiacutemačů Jejich prototypy byly testovaacuteny na testovaciacutem
polygonu a při naacutemořniacutech operaciacutech
Třetiacute etapa probiacutehala od roku 1985 do 17 července 1995 V tomto obdobiacute bylo
vyrobeno 29 družic Bloku II Prvniacute z nich dosaacutehla operačniacuteho stavu 10 srpna 1989
Tyto družice postupně nahradily družice Bloku I Vyacutekonnost systeacutemu se postupně
zvyšovala až bylo počaacutetkem roku 1993 možneacute provaacutedět třiacuterozměrnou navigaci kdekoliv
na Zemi po 24 hodin denně Desaacutetaacute až 29 družice Bloku II jsou označovaacuteny jako
družice Bloku IIA (obraacutezek 2) Jsou zdokonaleny a mohou pracovat až 180 dniacute bez
komunikace s řiacutediacuteciacutem segmentem Stejnou vlastnost maacute i naacutesledujiacuteciacute generace družic
označena pod naacutezvem Blok IIR (obraacutezek 3) jejichž vyacutevoj začal v roce 1989 Tyto daacutele
zdokonaleneacute družice jsou naviacutec schopny komunikovat mezi sebou a určovat svoji
vzaacutejemnou vzdaacutelenost Diacuteky tomu je možneacute snadněji detekovat anomaacutelniacute stavy družic a
signalizovat je uživatelům bez zaacutesahu řiacutediacuteciacuteho segmentu Počaacutetečniacuteho operačniacuteho stavu
(IOC) bylo dosaženo 8 prosince 1993 kdy bylo v kosmickeacutem segmentu obsazeno
družicemi všech plaacutenovanyacutech 24 pozic Plneacuteho operačniacuteho stavu ndash FOC (Full
Operational Capability) bylo dosaženo 17 července 1995
Obraacutezek 2 Družice Bloku IIA (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
6
OBSAH
1 UacuteVOD 8
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ 9
21 GPS jako fenomeacuten 9
211 Charakteristika GPS 9
212 Historie GPS 10
213 Oblasti využitiacute GPS 13
22 Princip funkce GPS 13
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS 15
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti 16
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic 16
2312 Stav družic 17
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic 17
2314 Satelitniacute hodiny 17
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači 18
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera 18
2322 Uacutetlum signaacutelu 18
2323 Multipath 19
233 Chyby přijiacutemače 20
2331 Hodiny přijiacutemače 20
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy) 20
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii 21
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute 23
3 CIacuteL PRAacuteCE 27
4 METODIKA 27
41 Design vyacutezkumu 27
42 Uacutečastniacutek 28
43 Zařiacutezeniacute 28
44 Průběh měřeniacute 29
45 Statistickaacute analyacuteza 29
5 VYacuteSLEDKY 31
6 DISKUZE 38
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka 38
7
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3 39
7 ZAacuteVĚR 44
8 SOUHRN 46
9 SUMMARY 47
10 REFERENČNIacute SEZNAM 48
8
1 UacuteVOD
Od doby co byl na počaacutetku 90 let minuleacuteho stoletiacute Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem
(NAVSTAR ndash GPS) uvolněn armaacutedou USA i pro potřeby civilniacutech uživatelů začal
pronikat do nejednoho vědniacuteho oboru Doprava Botanika zoologie geologie
geofyzika geodeacutezie a samozřejmě takeacute kinantropologie a sport ndash to je jen malyacute vyacutečet
toho kde je dnes tento fenomeacuten schopnyacute určit vaši polohu s přesnostiacute na centimetry
využiacutevaacuten
V našem oboru kinantropologii se nabiacuteziacute využitiacute systeacutemu GPS pro diagnostiku ve
sportovniacutech hraacutech Pomociacute GPS přijiacutemače jsme schopni zjistit jakou vzdaacutelenost hraacuteč
v utkaacuteniacute překonal jakaacute byla jeho průměrnaacute a maximaacutelniacute rychlost či kde a jak se na hřišti
pohyboval Tyto informace pak mohou hraacutet důležitou roli při posouzeniacute vyacutekonnosti
vlivu (efektivity) treacuteninku tvorbě treacuteninkovyacutech programů prognostice nebo taktickeacute
přiacutepravě
Otaacutezkou ale zůstaacutevaacute jakaacute je platnost těchto informaciacute Přiacutestroje GPS jsou sice
vyacuterazně dostupnějšiacute než jineacute systeacutemy zaměřeneacute na diagnostiku pohybu ve sportovniacutech
hraacutech avšak daacute se předpoklaacutedat že jsou takeacute meacuteně přesneacute Proto ciacutelem praacutece bylo
ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute 1 Hz přijiacutemače GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko)
kteryacute patřiacute mezi běžneacute GPS přijiacutemače určeneacute pro oblast sportu a pohybovyacutech aktivit
člověka
9
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ
21 GPS jako fenomeacuten
211 Charakteristika GPS
Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem (anglicky Global positioning system) znaacutemyacute takeacute pod
zkratkou GPS je družicovyacute systeacutem vybudovanyacute pro potřeby navigace a určovaacuteniacute
polohy na Zemi jehož služby jsou dostupneacute teacuteměř nepřetržitě kdykoliv a kdekoliv na
zemskeacutem povrchu a přilehleacutem okoliacute Jednaacute se o doposud nejmodernějšiacute navigačniacute
systeacutem kteryacute kdy byl uveden do provozu Jedinou podmiacutenkou pro využiacutevaacuteniacute GPS je
přiacutemaacute viditelnost na oblohu Proto neniacute možneacute systeacutem GPS využiacutevat v podzemniacutech
prostoraacutech v budovaacutech nebo pod velmi hustou vegetaciacute (Rapant 2002)
Systeacutem GPS byl vytvořen ministerstvem obrany Spojenyacutech staacutetů americkyacutech a
původně jej využiacutevala pouze armaacuteda Přiacutestupnyacute i pro civilniacute uživatele se stal až
začaacutetkem 90 let minuleacuteho stoletiacute (Steiner amp Černyacute 2006)
GPS tvořiacute 24 družic ktereacute jsou umiacutestěny na oběžneacute draacuteze a obiacutehajiacute kolem Země
Každaacute družice je vybavena atomovyacutemi hodinami diacuteky nimž je schopna vysiacutelat rychlostiacute
světla přesnyacute čas a přesnou polohu družice (Townshend Worringham amp Stewart
2008)
Dalšiacute nezbytnou součaacutestiacute systeacutemu je přijiacutemač GPS což je maleacute elektronickeacute zařiacutezeniacute
umožňujiacuteciacute přijiacutemat tyto vysiacutelaneacute signaacutely zpracovaacutevat je a poteacute určovat svoji aktuaacutelniacute
polohu vyjaacutedřenou pomociacute geografickyacutech souřadnic (Rapant 2002)
Rizos (1999) shrnuje charakteristiku GPS do několika bodů
Relativně vysokaacute polohovaacute přesnost od desiacutetek metrů až po milimetry
schopnost určovat i rychlost a čas s přesnostiacute odpoviacutedajiacuteciacute přesnosti
polohoveacute
dostupnost signaacutelů kdekoliv na Zemi na povrchu na moři ve vzduchu i
v bliacutezkeacutem kosmickeacutem prostoru
10
standardniacute polohovaacute služba systeacutemu GPS je civilniacutem uživatelům dostupnaacute
bez omezeniacute bez jakyacutechkoliv poplatků a jejiacute nejběžnějšiacute využiacutevaacuteniacute je možneacute i
při použitiacute relativně levneacuteho zařiacutezeniacute
je to systeacutem pracujiacuteciacute za každeacuteho počasiacute a dostupnyacute 24 hodin denně
polohu je možneacute určovat v třiacuterozměrneacutem prostoru
212 Historie GPS
Program družicoveacute navigace jenž byl rozviacutejen americkyacutemi vzdušnyacutemi siacutelami a
americkyacutem naacutemořnictvem sahaacute do počaacutetku šedesaacutetyacutech let minuleacuteho stoletiacute
Memorandem ministerstva obrany Spojenyacutech staacutetů ze 17 4 1973 byly vzdušneacute siacutely
učiněny zodpovědnyacutemi za sloučeniacute dvou pokusnyacutech programů ndash Timation a 621B do
programu jedineacuteho označeneacuteho jako NAVSTAR ndash GPS Od 1 7 1973 řiacutediacute rozvoj
programu GPS společnaacute programovaacute skupina (JPO ndash Joint Program Office) kosmickeacute
divize velitelstviacute systeacutemů vzdušnyacutech sil USA nachaacutezejiacuteciacute se na leteckeacute zaacutekladně v Los
Angeles JPO je sestavena ze zaacutestupců letectva naacutemořnictva armaacutedy naacutemořniacute pěchoty
pobřežniacute straacuteže obranneacute kartografickeacute agentury zaacutestupců staacutetů NATO a Austraacutelie
V prosinci 1973 obdrželo JPO oficiaacutelniacute povoleniacute k zahaacutejeniacutem praciacute na programu
NAVSTAR ndash GPS (Hrdina Paacutenek amp Vejražka 1996)
Praacutece probiacutehaly ve čtyřech etapaacutech (upraveno dle Rapanta 2002)
Prvniacute etapa proběhla v letech 1973 ndash 1979 Byla zaměřena na ověřeniacute zaacutekladniacutech
principů činnosti systeacutemu GPS Nejprve byly provaacuteděny pozemniacute testy kdy pozemniacute
vysiacutelače simulovaly budouciacute družice Poteacute byly pokusy přeneseny do kosmickeacuteho
prostoru
Prvniacute družice vyrobenaacute firmou Rockwell byla vypuštěna v uacutenoru roku 1978 Ještě
teacutehož roku byly vyslaacuteny dalšiacute tři družice To umožňovalo určovat prostorovou polohu
avšak jen po omezenou dobu a pouze na testovaciacutem polygonu v Arizoně Družice
vypuštěneacute v prvniacute etapě jsou označovaacuteny jako družice Bloku I (obraacutezek 1) Celkem jich
v teacuteto etapě bylo vypuštěno 11 a s některyacutemi z nich bylo dosaženo počaacutetečniacuteho
provozniacuteho stavu systeacutemu ndash IOC (Initial Operational Capability) (Čaacutebelka 2008)
11
Obraacutezek 1 Družice Bloku I (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Druhaacute etapa proběhla v letech 1979 ndash 1985 V tomto časoveacutem rozmeziacute byla
budovaacutena řiacutediacuteciacute střediska a od roku 1980 byl zahaacutejen vyacutevoj družic Bloku II Takeacute byl
zahaacutejen vyacutevoj prvniacutech GPS přijiacutemačů Jejich prototypy byly testovaacuteny na testovaciacutem
polygonu a při naacutemořniacutech operaciacutech
Třetiacute etapa probiacutehala od roku 1985 do 17 července 1995 V tomto obdobiacute bylo
vyrobeno 29 družic Bloku II Prvniacute z nich dosaacutehla operačniacuteho stavu 10 srpna 1989
Tyto družice postupně nahradily družice Bloku I Vyacutekonnost systeacutemu se postupně
zvyšovala až bylo počaacutetkem roku 1993 možneacute provaacutedět třiacuterozměrnou navigaci kdekoliv
na Zemi po 24 hodin denně Desaacutetaacute až 29 družice Bloku II jsou označovaacuteny jako
družice Bloku IIA (obraacutezek 2) Jsou zdokonaleny a mohou pracovat až 180 dniacute bez
komunikace s řiacutediacuteciacutem segmentem Stejnou vlastnost maacute i naacutesledujiacuteciacute generace družic
označena pod naacutezvem Blok IIR (obraacutezek 3) jejichž vyacutevoj začal v roce 1989 Tyto daacutele
zdokonaleneacute družice jsou naviacutec schopny komunikovat mezi sebou a určovat svoji
vzaacutejemnou vzdaacutelenost Diacuteky tomu je možneacute snadněji detekovat anomaacutelniacute stavy družic a
signalizovat je uživatelům bez zaacutesahu řiacutediacuteciacuteho segmentu Počaacutetečniacuteho operačniacuteho stavu
(IOC) bylo dosaženo 8 prosince 1993 kdy bylo v kosmickeacutem segmentu obsazeno
družicemi všech plaacutenovanyacutech 24 pozic Plneacuteho operačniacuteho stavu ndash FOC (Full
Operational Capability) bylo dosaženo 17 července 1995
Obraacutezek 2 Družice Bloku IIA (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
7
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3 39
7 ZAacuteVĚR 44
8 SOUHRN 46
9 SUMMARY 47
10 REFERENČNIacute SEZNAM 48
8
1 UacuteVOD
Od doby co byl na počaacutetku 90 let minuleacuteho stoletiacute Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem
(NAVSTAR ndash GPS) uvolněn armaacutedou USA i pro potřeby civilniacutech uživatelů začal
pronikat do nejednoho vědniacuteho oboru Doprava Botanika zoologie geologie
geofyzika geodeacutezie a samozřejmě takeacute kinantropologie a sport ndash to je jen malyacute vyacutečet
toho kde je dnes tento fenomeacuten schopnyacute určit vaši polohu s přesnostiacute na centimetry
využiacutevaacuten
V našem oboru kinantropologii se nabiacuteziacute využitiacute systeacutemu GPS pro diagnostiku ve
sportovniacutech hraacutech Pomociacute GPS přijiacutemače jsme schopni zjistit jakou vzdaacutelenost hraacuteč
v utkaacuteniacute překonal jakaacute byla jeho průměrnaacute a maximaacutelniacute rychlost či kde a jak se na hřišti
pohyboval Tyto informace pak mohou hraacutet důležitou roli při posouzeniacute vyacutekonnosti
vlivu (efektivity) treacuteninku tvorbě treacuteninkovyacutech programů prognostice nebo taktickeacute
přiacutepravě
Otaacutezkou ale zůstaacutevaacute jakaacute je platnost těchto informaciacute Přiacutestroje GPS jsou sice
vyacuterazně dostupnějšiacute než jineacute systeacutemy zaměřeneacute na diagnostiku pohybu ve sportovniacutech
hraacutech avšak daacute se předpoklaacutedat že jsou takeacute meacuteně přesneacute Proto ciacutelem praacutece bylo
ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute 1 Hz přijiacutemače GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko)
kteryacute patřiacute mezi běžneacute GPS přijiacutemače určeneacute pro oblast sportu a pohybovyacutech aktivit
člověka
9
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ
21 GPS jako fenomeacuten
211 Charakteristika GPS
Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem (anglicky Global positioning system) znaacutemyacute takeacute pod
zkratkou GPS je družicovyacute systeacutem vybudovanyacute pro potřeby navigace a určovaacuteniacute
polohy na Zemi jehož služby jsou dostupneacute teacuteměř nepřetržitě kdykoliv a kdekoliv na
zemskeacutem povrchu a přilehleacutem okoliacute Jednaacute se o doposud nejmodernějšiacute navigačniacute
systeacutem kteryacute kdy byl uveden do provozu Jedinou podmiacutenkou pro využiacutevaacuteniacute GPS je
přiacutemaacute viditelnost na oblohu Proto neniacute možneacute systeacutem GPS využiacutevat v podzemniacutech
prostoraacutech v budovaacutech nebo pod velmi hustou vegetaciacute (Rapant 2002)
Systeacutem GPS byl vytvořen ministerstvem obrany Spojenyacutech staacutetů americkyacutech a
původně jej využiacutevala pouze armaacuteda Přiacutestupnyacute i pro civilniacute uživatele se stal až
začaacutetkem 90 let minuleacuteho stoletiacute (Steiner amp Černyacute 2006)
GPS tvořiacute 24 družic ktereacute jsou umiacutestěny na oběžneacute draacuteze a obiacutehajiacute kolem Země
Každaacute družice je vybavena atomovyacutemi hodinami diacuteky nimž je schopna vysiacutelat rychlostiacute
světla přesnyacute čas a přesnou polohu družice (Townshend Worringham amp Stewart
2008)
Dalšiacute nezbytnou součaacutestiacute systeacutemu je přijiacutemač GPS což je maleacute elektronickeacute zařiacutezeniacute
umožňujiacuteciacute přijiacutemat tyto vysiacutelaneacute signaacutely zpracovaacutevat je a poteacute určovat svoji aktuaacutelniacute
polohu vyjaacutedřenou pomociacute geografickyacutech souřadnic (Rapant 2002)
Rizos (1999) shrnuje charakteristiku GPS do několika bodů
Relativně vysokaacute polohovaacute přesnost od desiacutetek metrů až po milimetry
schopnost určovat i rychlost a čas s přesnostiacute odpoviacutedajiacuteciacute přesnosti
polohoveacute
dostupnost signaacutelů kdekoliv na Zemi na povrchu na moři ve vzduchu i
v bliacutezkeacutem kosmickeacutem prostoru
10
standardniacute polohovaacute služba systeacutemu GPS je civilniacutem uživatelům dostupnaacute
bez omezeniacute bez jakyacutechkoliv poplatků a jejiacute nejběžnějšiacute využiacutevaacuteniacute je možneacute i
při použitiacute relativně levneacuteho zařiacutezeniacute
je to systeacutem pracujiacuteciacute za každeacuteho počasiacute a dostupnyacute 24 hodin denně
polohu je možneacute určovat v třiacuterozměrneacutem prostoru
212 Historie GPS
Program družicoveacute navigace jenž byl rozviacutejen americkyacutemi vzdušnyacutemi siacutelami a
americkyacutem naacutemořnictvem sahaacute do počaacutetku šedesaacutetyacutech let minuleacuteho stoletiacute
Memorandem ministerstva obrany Spojenyacutech staacutetů ze 17 4 1973 byly vzdušneacute siacutely
učiněny zodpovědnyacutemi za sloučeniacute dvou pokusnyacutech programů ndash Timation a 621B do
programu jedineacuteho označeneacuteho jako NAVSTAR ndash GPS Od 1 7 1973 řiacutediacute rozvoj
programu GPS společnaacute programovaacute skupina (JPO ndash Joint Program Office) kosmickeacute
divize velitelstviacute systeacutemů vzdušnyacutech sil USA nachaacutezejiacuteciacute se na leteckeacute zaacutekladně v Los
Angeles JPO je sestavena ze zaacutestupců letectva naacutemořnictva armaacutedy naacutemořniacute pěchoty
pobřežniacute straacuteže obranneacute kartografickeacute agentury zaacutestupců staacutetů NATO a Austraacutelie
V prosinci 1973 obdrželo JPO oficiaacutelniacute povoleniacute k zahaacutejeniacutem praciacute na programu
NAVSTAR ndash GPS (Hrdina Paacutenek amp Vejražka 1996)
Praacutece probiacutehaly ve čtyřech etapaacutech (upraveno dle Rapanta 2002)
Prvniacute etapa proběhla v letech 1973 ndash 1979 Byla zaměřena na ověřeniacute zaacutekladniacutech
principů činnosti systeacutemu GPS Nejprve byly provaacuteděny pozemniacute testy kdy pozemniacute
vysiacutelače simulovaly budouciacute družice Poteacute byly pokusy přeneseny do kosmickeacuteho
prostoru
Prvniacute družice vyrobenaacute firmou Rockwell byla vypuštěna v uacutenoru roku 1978 Ještě
teacutehož roku byly vyslaacuteny dalšiacute tři družice To umožňovalo určovat prostorovou polohu
avšak jen po omezenou dobu a pouze na testovaciacutem polygonu v Arizoně Družice
vypuštěneacute v prvniacute etapě jsou označovaacuteny jako družice Bloku I (obraacutezek 1) Celkem jich
v teacuteto etapě bylo vypuštěno 11 a s některyacutemi z nich bylo dosaženo počaacutetečniacuteho
provozniacuteho stavu systeacutemu ndash IOC (Initial Operational Capability) (Čaacutebelka 2008)
11
Obraacutezek 1 Družice Bloku I (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Druhaacute etapa proběhla v letech 1979 ndash 1985 V tomto časoveacutem rozmeziacute byla
budovaacutena řiacutediacuteciacute střediska a od roku 1980 byl zahaacutejen vyacutevoj družic Bloku II Takeacute byl
zahaacutejen vyacutevoj prvniacutech GPS přijiacutemačů Jejich prototypy byly testovaacuteny na testovaciacutem
polygonu a při naacutemořniacutech operaciacutech
Třetiacute etapa probiacutehala od roku 1985 do 17 července 1995 V tomto obdobiacute bylo
vyrobeno 29 družic Bloku II Prvniacute z nich dosaacutehla operačniacuteho stavu 10 srpna 1989
Tyto družice postupně nahradily družice Bloku I Vyacutekonnost systeacutemu se postupně
zvyšovala až bylo počaacutetkem roku 1993 možneacute provaacutedět třiacuterozměrnou navigaci kdekoliv
na Zemi po 24 hodin denně Desaacutetaacute až 29 družice Bloku II jsou označovaacuteny jako
družice Bloku IIA (obraacutezek 2) Jsou zdokonaleny a mohou pracovat až 180 dniacute bez
komunikace s řiacutediacuteciacutem segmentem Stejnou vlastnost maacute i naacutesledujiacuteciacute generace družic
označena pod naacutezvem Blok IIR (obraacutezek 3) jejichž vyacutevoj začal v roce 1989 Tyto daacutele
zdokonaleneacute družice jsou naviacutec schopny komunikovat mezi sebou a určovat svoji
vzaacutejemnou vzdaacutelenost Diacuteky tomu je možneacute snadněji detekovat anomaacutelniacute stavy družic a
signalizovat je uživatelům bez zaacutesahu řiacutediacuteciacuteho segmentu Počaacutetečniacuteho operačniacuteho stavu
(IOC) bylo dosaženo 8 prosince 1993 kdy bylo v kosmickeacutem segmentu obsazeno
družicemi všech plaacutenovanyacutech 24 pozic Plneacuteho operačniacuteho stavu ndash FOC (Full
Operational Capability) bylo dosaženo 17 července 1995
Obraacutezek 2 Družice Bloku IIA (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
8
1 UacuteVOD
Od doby co byl na počaacutetku 90 let minuleacuteho stoletiacute Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem
(NAVSTAR ndash GPS) uvolněn armaacutedou USA i pro potřeby civilniacutech uživatelů začal
pronikat do nejednoho vědniacuteho oboru Doprava Botanika zoologie geologie
geofyzika geodeacutezie a samozřejmě takeacute kinantropologie a sport ndash to je jen malyacute vyacutečet
toho kde je dnes tento fenomeacuten schopnyacute určit vaši polohu s přesnostiacute na centimetry
využiacutevaacuten
V našem oboru kinantropologii se nabiacuteziacute využitiacute systeacutemu GPS pro diagnostiku ve
sportovniacutech hraacutech Pomociacute GPS přijiacutemače jsme schopni zjistit jakou vzdaacutelenost hraacuteč
v utkaacuteniacute překonal jakaacute byla jeho průměrnaacute a maximaacutelniacute rychlost či kde a jak se na hřišti
pohyboval Tyto informace pak mohou hraacutet důležitou roli při posouzeniacute vyacutekonnosti
vlivu (efektivity) treacuteninku tvorbě treacuteninkovyacutech programů prognostice nebo taktickeacute
přiacutepravě
Otaacutezkou ale zůstaacutevaacute jakaacute je platnost těchto informaciacute Přiacutestroje GPS jsou sice
vyacuterazně dostupnějšiacute než jineacute systeacutemy zaměřeneacute na diagnostiku pohybu ve sportovniacutech
hraacutech avšak daacute se předpoklaacutedat že jsou takeacute meacuteně přesneacute Proto ciacutelem praacutece bylo
ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute 1 Hz přijiacutemače GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko)
kteryacute patřiacute mezi běžneacute GPS přijiacutemače určeneacute pro oblast sportu a pohybovyacutech aktivit
člověka
9
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ
21 GPS jako fenomeacuten
211 Charakteristika GPS
Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem (anglicky Global positioning system) znaacutemyacute takeacute pod
zkratkou GPS je družicovyacute systeacutem vybudovanyacute pro potřeby navigace a určovaacuteniacute
polohy na Zemi jehož služby jsou dostupneacute teacuteměř nepřetržitě kdykoliv a kdekoliv na
zemskeacutem povrchu a přilehleacutem okoliacute Jednaacute se o doposud nejmodernějšiacute navigačniacute
systeacutem kteryacute kdy byl uveden do provozu Jedinou podmiacutenkou pro využiacutevaacuteniacute GPS je
přiacutemaacute viditelnost na oblohu Proto neniacute možneacute systeacutem GPS využiacutevat v podzemniacutech
prostoraacutech v budovaacutech nebo pod velmi hustou vegetaciacute (Rapant 2002)
Systeacutem GPS byl vytvořen ministerstvem obrany Spojenyacutech staacutetů americkyacutech a
původně jej využiacutevala pouze armaacuteda Přiacutestupnyacute i pro civilniacute uživatele se stal až
začaacutetkem 90 let minuleacuteho stoletiacute (Steiner amp Černyacute 2006)
GPS tvořiacute 24 družic ktereacute jsou umiacutestěny na oběžneacute draacuteze a obiacutehajiacute kolem Země
Každaacute družice je vybavena atomovyacutemi hodinami diacuteky nimž je schopna vysiacutelat rychlostiacute
světla přesnyacute čas a přesnou polohu družice (Townshend Worringham amp Stewart
2008)
Dalšiacute nezbytnou součaacutestiacute systeacutemu je přijiacutemač GPS což je maleacute elektronickeacute zařiacutezeniacute
umožňujiacuteciacute přijiacutemat tyto vysiacutelaneacute signaacutely zpracovaacutevat je a poteacute určovat svoji aktuaacutelniacute
polohu vyjaacutedřenou pomociacute geografickyacutech souřadnic (Rapant 2002)
Rizos (1999) shrnuje charakteristiku GPS do několika bodů
Relativně vysokaacute polohovaacute přesnost od desiacutetek metrů až po milimetry
schopnost určovat i rychlost a čas s přesnostiacute odpoviacutedajiacuteciacute přesnosti
polohoveacute
dostupnost signaacutelů kdekoliv na Zemi na povrchu na moři ve vzduchu i
v bliacutezkeacutem kosmickeacutem prostoru
10
standardniacute polohovaacute služba systeacutemu GPS je civilniacutem uživatelům dostupnaacute
bez omezeniacute bez jakyacutechkoliv poplatků a jejiacute nejběžnějšiacute využiacutevaacuteniacute je možneacute i
při použitiacute relativně levneacuteho zařiacutezeniacute
je to systeacutem pracujiacuteciacute za každeacuteho počasiacute a dostupnyacute 24 hodin denně
polohu je možneacute určovat v třiacuterozměrneacutem prostoru
212 Historie GPS
Program družicoveacute navigace jenž byl rozviacutejen americkyacutemi vzdušnyacutemi siacutelami a
americkyacutem naacutemořnictvem sahaacute do počaacutetku šedesaacutetyacutech let minuleacuteho stoletiacute
Memorandem ministerstva obrany Spojenyacutech staacutetů ze 17 4 1973 byly vzdušneacute siacutely
učiněny zodpovědnyacutemi za sloučeniacute dvou pokusnyacutech programů ndash Timation a 621B do
programu jedineacuteho označeneacuteho jako NAVSTAR ndash GPS Od 1 7 1973 řiacutediacute rozvoj
programu GPS společnaacute programovaacute skupina (JPO ndash Joint Program Office) kosmickeacute
divize velitelstviacute systeacutemů vzdušnyacutech sil USA nachaacutezejiacuteciacute se na leteckeacute zaacutekladně v Los
Angeles JPO je sestavena ze zaacutestupců letectva naacutemořnictva armaacutedy naacutemořniacute pěchoty
pobřežniacute straacuteže obranneacute kartografickeacute agentury zaacutestupců staacutetů NATO a Austraacutelie
V prosinci 1973 obdrželo JPO oficiaacutelniacute povoleniacute k zahaacutejeniacutem praciacute na programu
NAVSTAR ndash GPS (Hrdina Paacutenek amp Vejražka 1996)
Praacutece probiacutehaly ve čtyřech etapaacutech (upraveno dle Rapanta 2002)
Prvniacute etapa proběhla v letech 1973 ndash 1979 Byla zaměřena na ověřeniacute zaacutekladniacutech
principů činnosti systeacutemu GPS Nejprve byly provaacuteděny pozemniacute testy kdy pozemniacute
vysiacutelače simulovaly budouciacute družice Poteacute byly pokusy přeneseny do kosmickeacuteho
prostoru
Prvniacute družice vyrobenaacute firmou Rockwell byla vypuštěna v uacutenoru roku 1978 Ještě
teacutehož roku byly vyslaacuteny dalšiacute tři družice To umožňovalo určovat prostorovou polohu
avšak jen po omezenou dobu a pouze na testovaciacutem polygonu v Arizoně Družice
vypuštěneacute v prvniacute etapě jsou označovaacuteny jako družice Bloku I (obraacutezek 1) Celkem jich
v teacuteto etapě bylo vypuštěno 11 a s některyacutemi z nich bylo dosaženo počaacutetečniacuteho
provozniacuteho stavu systeacutemu ndash IOC (Initial Operational Capability) (Čaacutebelka 2008)
11
Obraacutezek 1 Družice Bloku I (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Druhaacute etapa proběhla v letech 1979 ndash 1985 V tomto časoveacutem rozmeziacute byla
budovaacutena řiacutediacuteciacute střediska a od roku 1980 byl zahaacutejen vyacutevoj družic Bloku II Takeacute byl
zahaacutejen vyacutevoj prvniacutech GPS přijiacutemačů Jejich prototypy byly testovaacuteny na testovaciacutem
polygonu a při naacutemořniacutech operaciacutech
Třetiacute etapa probiacutehala od roku 1985 do 17 července 1995 V tomto obdobiacute bylo
vyrobeno 29 družic Bloku II Prvniacute z nich dosaacutehla operačniacuteho stavu 10 srpna 1989
Tyto družice postupně nahradily družice Bloku I Vyacutekonnost systeacutemu se postupně
zvyšovala až bylo počaacutetkem roku 1993 možneacute provaacutedět třiacuterozměrnou navigaci kdekoliv
na Zemi po 24 hodin denně Desaacutetaacute až 29 družice Bloku II jsou označovaacuteny jako
družice Bloku IIA (obraacutezek 2) Jsou zdokonaleny a mohou pracovat až 180 dniacute bez
komunikace s řiacutediacuteciacutem segmentem Stejnou vlastnost maacute i naacutesledujiacuteciacute generace družic
označena pod naacutezvem Blok IIR (obraacutezek 3) jejichž vyacutevoj začal v roce 1989 Tyto daacutele
zdokonaleneacute družice jsou naviacutec schopny komunikovat mezi sebou a určovat svoji
vzaacutejemnou vzdaacutelenost Diacuteky tomu je možneacute snadněji detekovat anomaacutelniacute stavy družic a
signalizovat je uživatelům bez zaacutesahu řiacutediacuteciacuteho segmentu Počaacutetečniacuteho operačniacuteho stavu
(IOC) bylo dosaženo 8 prosince 1993 kdy bylo v kosmickeacutem segmentu obsazeno
družicemi všech plaacutenovanyacutech 24 pozic Plneacuteho operačniacuteho stavu ndash FOC (Full
Operational Capability) bylo dosaženo 17 července 1995
Obraacutezek 2 Družice Bloku IIA (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
9
2 SYNTEacuteZA POZNATKŮ
21 GPS jako fenomeacuten
211 Charakteristika GPS
Globaacutelniacute polohovyacute systeacutem (anglicky Global positioning system) znaacutemyacute takeacute pod
zkratkou GPS je družicovyacute systeacutem vybudovanyacute pro potřeby navigace a určovaacuteniacute
polohy na Zemi jehož služby jsou dostupneacute teacuteměř nepřetržitě kdykoliv a kdekoliv na
zemskeacutem povrchu a přilehleacutem okoliacute Jednaacute se o doposud nejmodernějšiacute navigačniacute
systeacutem kteryacute kdy byl uveden do provozu Jedinou podmiacutenkou pro využiacutevaacuteniacute GPS je
přiacutemaacute viditelnost na oblohu Proto neniacute možneacute systeacutem GPS využiacutevat v podzemniacutech
prostoraacutech v budovaacutech nebo pod velmi hustou vegetaciacute (Rapant 2002)
Systeacutem GPS byl vytvořen ministerstvem obrany Spojenyacutech staacutetů americkyacutech a
původně jej využiacutevala pouze armaacuteda Přiacutestupnyacute i pro civilniacute uživatele se stal až
začaacutetkem 90 let minuleacuteho stoletiacute (Steiner amp Černyacute 2006)
GPS tvořiacute 24 družic ktereacute jsou umiacutestěny na oběžneacute draacuteze a obiacutehajiacute kolem Země
Každaacute družice je vybavena atomovyacutemi hodinami diacuteky nimž je schopna vysiacutelat rychlostiacute
světla přesnyacute čas a přesnou polohu družice (Townshend Worringham amp Stewart
2008)
Dalšiacute nezbytnou součaacutestiacute systeacutemu je přijiacutemač GPS což je maleacute elektronickeacute zařiacutezeniacute
umožňujiacuteciacute přijiacutemat tyto vysiacutelaneacute signaacutely zpracovaacutevat je a poteacute určovat svoji aktuaacutelniacute
polohu vyjaacutedřenou pomociacute geografickyacutech souřadnic (Rapant 2002)
Rizos (1999) shrnuje charakteristiku GPS do několika bodů
Relativně vysokaacute polohovaacute přesnost od desiacutetek metrů až po milimetry
schopnost určovat i rychlost a čas s přesnostiacute odpoviacutedajiacuteciacute přesnosti
polohoveacute
dostupnost signaacutelů kdekoliv na Zemi na povrchu na moři ve vzduchu i
v bliacutezkeacutem kosmickeacutem prostoru
10
standardniacute polohovaacute služba systeacutemu GPS je civilniacutem uživatelům dostupnaacute
bez omezeniacute bez jakyacutechkoliv poplatků a jejiacute nejběžnějšiacute využiacutevaacuteniacute je možneacute i
při použitiacute relativně levneacuteho zařiacutezeniacute
je to systeacutem pracujiacuteciacute za každeacuteho počasiacute a dostupnyacute 24 hodin denně
polohu je možneacute určovat v třiacuterozměrneacutem prostoru
212 Historie GPS
Program družicoveacute navigace jenž byl rozviacutejen americkyacutemi vzdušnyacutemi siacutelami a
americkyacutem naacutemořnictvem sahaacute do počaacutetku šedesaacutetyacutech let minuleacuteho stoletiacute
Memorandem ministerstva obrany Spojenyacutech staacutetů ze 17 4 1973 byly vzdušneacute siacutely
učiněny zodpovědnyacutemi za sloučeniacute dvou pokusnyacutech programů ndash Timation a 621B do
programu jedineacuteho označeneacuteho jako NAVSTAR ndash GPS Od 1 7 1973 řiacutediacute rozvoj
programu GPS společnaacute programovaacute skupina (JPO ndash Joint Program Office) kosmickeacute
divize velitelstviacute systeacutemů vzdušnyacutech sil USA nachaacutezejiacuteciacute se na leteckeacute zaacutekladně v Los
Angeles JPO je sestavena ze zaacutestupců letectva naacutemořnictva armaacutedy naacutemořniacute pěchoty
pobřežniacute straacuteže obranneacute kartografickeacute agentury zaacutestupců staacutetů NATO a Austraacutelie
V prosinci 1973 obdrželo JPO oficiaacutelniacute povoleniacute k zahaacutejeniacutem praciacute na programu
NAVSTAR ndash GPS (Hrdina Paacutenek amp Vejražka 1996)
Praacutece probiacutehaly ve čtyřech etapaacutech (upraveno dle Rapanta 2002)
Prvniacute etapa proběhla v letech 1973 ndash 1979 Byla zaměřena na ověřeniacute zaacutekladniacutech
principů činnosti systeacutemu GPS Nejprve byly provaacuteděny pozemniacute testy kdy pozemniacute
vysiacutelače simulovaly budouciacute družice Poteacute byly pokusy přeneseny do kosmickeacuteho
prostoru
Prvniacute družice vyrobenaacute firmou Rockwell byla vypuštěna v uacutenoru roku 1978 Ještě
teacutehož roku byly vyslaacuteny dalšiacute tři družice To umožňovalo určovat prostorovou polohu
avšak jen po omezenou dobu a pouze na testovaciacutem polygonu v Arizoně Družice
vypuštěneacute v prvniacute etapě jsou označovaacuteny jako družice Bloku I (obraacutezek 1) Celkem jich
v teacuteto etapě bylo vypuštěno 11 a s některyacutemi z nich bylo dosaženo počaacutetečniacuteho
provozniacuteho stavu systeacutemu ndash IOC (Initial Operational Capability) (Čaacutebelka 2008)
11
Obraacutezek 1 Družice Bloku I (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Druhaacute etapa proběhla v letech 1979 ndash 1985 V tomto časoveacutem rozmeziacute byla
budovaacutena řiacutediacuteciacute střediska a od roku 1980 byl zahaacutejen vyacutevoj družic Bloku II Takeacute byl
zahaacutejen vyacutevoj prvniacutech GPS přijiacutemačů Jejich prototypy byly testovaacuteny na testovaciacutem
polygonu a při naacutemořniacutech operaciacutech
Třetiacute etapa probiacutehala od roku 1985 do 17 července 1995 V tomto obdobiacute bylo
vyrobeno 29 družic Bloku II Prvniacute z nich dosaacutehla operačniacuteho stavu 10 srpna 1989
Tyto družice postupně nahradily družice Bloku I Vyacutekonnost systeacutemu se postupně
zvyšovala až bylo počaacutetkem roku 1993 možneacute provaacutedět třiacuterozměrnou navigaci kdekoliv
na Zemi po 24 hodin denně Desaacutetaacute až 29 družice Bloku II jsou označovaacuteny jako
družice Bloku IIA (obraacutezek 2) Jsou zdokonaleny a mohou pracovat až 180 dniacute bez
komunikace s řiacutediacuteciacutem segmentem Stejnou vlastnost maacute i naacutesledujiacuteciacute generace družic
označena pod naacutezvem Blok IIR (obraacutezek 3) jejichž vyacutevoj začal v roce 1989 Tyto daacutele
zdokonaleneacute družice jsou naviacutec schopny komunikovat mezi sebou a určovat svoji
vzaacutejemnou vzdaacutelenost Diacuteky tomu je možneacute snadněji detekovat anomaacutelniacute stavy družic a
signalizovat je uživatelům bez zaacutesahu řiacutediacuteciacuteho segmentu Počaacutetečniacuteho operačniacuteho stavu
(IOC) bylo dosaženo 8 prosince 1993 kdy bylo v kosmickeacutem segmentu obsazeno
družicemi všech plaacutenovanyacutech 24 pozic Plneacuteho operačniacuteho stavu ndash FOC (Full
Operational Capability) bylo dosaženo 17 července 1995
Obraacutezek 2 Družice Bloku IIA (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
10
standardniacute polohovaacute služba systeacutemu GPS je civilniacutem uživatelům dostupnaacute
bez omezeniacute bez jakyacutechkoliv poplatků a jejiacute nejběžnějšiacute využiacutevaacuteniacute je možneacute i
při použitiacute relativně levneacuteho zařiacutezeniacute
je to systeacutem pracujiacuteciacute za každeacuteho počasiacute a dostupnyacute 24 hodin denně
polohu je možneacute určovat v třiacuterozměrneacutem prostoru
212 Historie GPS
Program družicoveacute navigace jenž byl rozviacutejen americkyacutemi vzdušnyacutemi siacutelami a
americkyacutem naacutemořnictvem sahaacute do počaacutetku šedesaacutetyacutech let minuleacuteho stoletiacute
Memorandem ministerstva obrany Spojenyacutech staacutetů ze 17 4 1973 byly vzdušneacute siacutely
učiněny zodpovědnyacutemi za sloučeniacute dvou pokusnyacutech programů ndash Timation a 621B do
programu jedineacuteho označeneacuteho jako NAVSTAR ndash GPS Od 1 7 1973 řiacutediacute rozvoj
programu GPS společnaacute programovaacute skupina (JPO ndash Joint Program Office) kosmickeacute
divize velitelstviacute systeacutemů vzdušnyacutech sil USA nachaacutezejiacuteciacute se na leteckeacute zaacutekladně v Los
Angeles JPO je sestavena ze zaacutestupců letectva naacutemořnictva armaacutedy naacutemořniacute pěchoty
pobřežniacute straacuteže obranneacute kartografickeacute agentury zaacutestupců staacutetů NATO a Austraacutelie
V prosinci 1973 obdrželo JPO oficiaacutelniacute povoleniacute k zahaacutejeniacutem praciacute na programu
NAVSTAR ndash GPS (Hrdina Paacutenek amp Vejražka 1996)
Praacutece probiacutehaly ve čtyřech etapaacutech (upraveno dle Rapanta 2002)
Prvniacute etapa proběhla v letech 1973 ndash 1979 Byla zaměřena na ověřeniacute zaacutekladniacutech
principů činnosti systeacutemu GPS Nejprve byly provaacuteděny pozemniacute testy kdy pozemniacute
vysiacutelače simulovaly budouciacute družice Poteacute byly pokusy přeneseny do kosmickeacuteho
prostoru
Prvniacute družice vyrobenaacute firmou Rockwell byla vypuštěna v uacutenoru roku 1978 Ještě
teacutehož roku byly vyslaacuteny dalšiacute tři družice To umožňovalo určovat prostorovou polohu
avšak jen po omezenou dobu a pouze na testovaciacutem polygonu v Arizoně Družice
vypuštěneacute v prvniacute etapě jsou označovaacuteny jako družice Bloku I (obraacutezek 1) Celkem jich
v teacuteto etapě bylo vypuštěno 11 a s některyacutemi z nich bylo dosaženo počaacutetečniacuteho
provozniacuteho stavu systeacutemu ndash IOC (Initial Operational Capability) (Čaacutebelka 2008)
11
Obraacutezek 1 Družice Bloku I (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Druhaacute etapa proběhla v letech 1979 ndash 1985 V tomto časoveacutem rozmeziacute byla
budovaacutena řiacutediacuteciacute střediska a od roku 1980 byl zahaacutejen vyacutevoj družic Bloku II Takeacute byl
zahaacutejen vyacutevoj prvniacutech GPS přijiacutemačů Jejich prototypy byly testovaacuteny na testovaciacutem
polygonu a při naacutemořniacutech operaciacutech
Třetiacute etapa probiacutehala od roku 1985 do 17 července 1995 V tomto obdobiacute bylo
vyrobeno 29 družic Bloku II Prvniacute z nich dosaacutehla operačniacuteho stavu 10 srpna 1989
Tyto družice postupně nahradily družice Bloku I Vyacutekonnost systeacutemu se postupně
zvyšovala až bylo počaacutetkem roku 1993 možneacute provaacutedět třiacuterozměrnou navigaci kdekoliv
na Zemi po 24 hodin denně Desaacutetaacute až 29 družice Bloku II jsou označovaacuteny jako
družice Bloku IIA (obraacutezek 2) Jsou zdokonaleny a mohou pracovat až 180 dniacute bez
komunikace s řiacutediacuteciacutem segmentem Stejnou vlastnost maacute i naacutesledujiacuteciacute generace družic
označena pod naacutezvem Blok IIR (obraacutezek 3) jejichž vyacutevoj začal v roce 1989 Tyto daacutele
zdokonaleneacute družice jsou naviacutec schopny komunikovat mezi sebou a určovat svoji
vzaacutejemnou vzdaacutelenost Diacuteky tomu je možneacute snadněji detekovat anomaacutelniacute stavy družic a
signalizovat je uživatelům bez zaacutesahu řiacutediacuteciacuteho segmentu Počaacutetečniacuteho operačniacuteho stavu
(IOC) bylo dosaženo 8 prosince 1993 kdy bylo v kosmickeacutem segmentu obsazeno
družicemi všech plaacutenovanyacutech 24 pozic Plneacuteho operačniacuteho stavu ndash FOC (Full
Operational Capability) bylo dosaženo 17 července 1995
Obraacutezek 2 Družice Bloku IIA (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
11
Obraacutezek 1 Družice Bloku I (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Druhaacute etapa proběhla v letech 1979 ndash 1985 V tomto časoveacutem rozmeziacute byla
budovaacutena řiacutediacuteciacute střediska a od roku 1980 byl zahaacutejen vyacutevoj družic Bloku II Takeacute byl
zahaacutejen vyacutevoj prvniacutech GPS přijiacutemačů Jejich prototypy byly testovaacuteny na testovaciacutem
polygonu a při naacutemořniacutech operaciacutech
Třetiacute etapa probiacutehala od roku 1985 do 17 července 1995 V tomto obdobiacute bylo
vyrobeno 29 družic Bloku II Prvniacute z nich dosaacutehla operačniacuteho stavu 10 srpna 1989
Tyto družice postupně nahradily družice Bloku I Vyacutekonnost systeacutemu se postupně
zvyšovala až bylo počaacutetkem roku 1993 možneacute provaacutedět třiacuterozměrnou navigaci kdekoliv
na Zemi po 24 hodin denně Desaacutetaacute až 29 družice Bloku II jsou označovaacuteny jako
družice Bloku IIA (obraacutezek 2) Jsou zdokonaleny a mohou pracovat až 180 dniacute bez
komunikace s řiacutediacuteciacutem segmentem Stejnou vlastnost maacute i naacutesledujiacuteciacute generace družic
označena pod naacutezvem Blok IIR (obraacutezek 3) jejichž vyacutevoj začal v roce 1989 Tyto daacutele
zdokonaleneacute družice jsou naviacutec schopny komunikovat mezi sebou a určovat svoji
vzaacutejemnou vzdaacutelenost Diacuteky tomu je možneacute snadněji detekovat anomaacutelniacute stavy družic a
signalizovat je uživatelům bez zaacutesahu řiacutediacuteciacuteho segmentu Počaacutetečniacuteho operačniacuteho stavu
(IOC) bylo dosaženo 8 prosince 1993 kdy bylo v kosmickeacutem segmentu obsazeno
družicemi všech plaacutenovanyacutech 24 pozic Plneacuteho operačniacuteho stavu ndash FOC (Full
Operational Capability) bylo dosaženo 17 července 1995
Obraacutezek 2 Družice Bloku IIA (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
12
Obraacutezek 3 Družice Bloku IIR (Kvapil 2005 převzato z wwwaldebarancz)
Čtvrtaacute etapa probiacutehaacute od 17 července 1995 do dnes Je to obdobiacute rutinniacuteho provozu
systeacutemu GPS I v tomto obdobiacute však vyacutevoj pokračuje a jsou budovaacuteny dalšiacute doplňkoveacute
služby systeacutemu GPS
Tabulka 1 Podrobneacute informace o družiciacutech vypuštěnyacutech v letech 1978 ndash 2004 (Kvapil
2005)
V obdobiacute mezi lety 2005 ndash 2009 bylo vypuštěno osm družic Bloku IIR-M a od roku
2010 jsou vypouštěny družice Bloku IIF (zdroj httpcswikipediaorgwikiGPS)
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
13
213 Oblasti využitiacute GPS
Existuje mnoho možnostiacute využitiacute systeacutemu GPS a tak je tento systeacutem použiacutevaacuten
v několika oblastech lidskeacute činnosti
Čaacutebelka (2008) tvrdiacute že se systeacutem GPS daacute použiacutet všude tam kde potřebujeme znaacutet
svou polohu rychlost nebo čas s danou přesnostiacute
Pravděpodobně nejčastějšiacutem uživatelem systeacutemu GPS je podle Rapanta (2002) oblast
dopravy Jednaacute se o dopravu silničniacute železničniacute lodniacute leteckou a kosmickou
Mezi dalšiacute oblasti využitiacute GPS patřiacute turistika a jineacute volnočasoveacute aktivity (rybařeniacute
potaacutepěniacute cyklistika atd) ndash navigace v neznaacutemeacutem tereacutenu s mapou i bez mapy statistika
o prošleacute trase a rychlosti možnost zaznamenaacutevaacuteniacute trasy a zajiacutemavyacutech miacutest možnost
zaacuteznamu miacutest na vodniacute ploše kde je častyacute vyacuteskyt ryb atd zemědělstviacute ndash možnost
kontroly vyacuteměry pozemku napřiacuteklad při zavlažovaacuteniacute sklizni apod kde se platiacute za
vyacuteměry botanika a zoologie ndash možnost protokolace naacutelezu živočišnyacutech a rostlinnyacutech
druhů kdekoliv na světě sledovaacuteniacute pohybu zviacuteřat geologie a geofyzika ndash zaměřeniacute
objektů ve volneacutem tereacutenu navaacuteděniacute na plaacutenovaneacute profily měřeniacute geodeacutezie ndash vyhledaacuteniacute
trigonometrickyacutech polygonovyacutech a jinyacutech bodů zjednodušeniacute a zrychleniacute praacutece při
vytvaacuteřeniacute miacutestopisu logistika ndash sledovaacuteniacute polohy vozidla rychlost vozidla spotřeba
paliva navigace plaacutenovaacuteniacute tras atd vyacutepočetniacute technika ndash časoveacute servery jako zdroj
velmi přesneacuteho času bezpečnostniacute služby ndash informace o pozici s možnostiacute napojeniacute na
bezpečnostniacute systeacutem vojenstviacute ndash přesneacute zasaženiacute ciacutele určeniacute pozic minovyacutech poliacute
přesneacute umiacutestěniacute vyacutesadkovyacutech skupin zaacutechrana rukojmiacutech zaacutesobovaacuteniacute do odlehlyacutech
miacutest a mnoho dalšiacutech (Steiner amp Černyacute 2006 Čadiacutek 2001 Šolc 2010
httpwwwgpstymcz)
22 Princip funkce GPS
Funkce systeacutemu GPS je založena na vyacutepočtu vzdaacutelenostiacute mezi uživatelem na Zemi a
družicemi na oběžnyacutech drahaacutech Aktivniacutech družic je celkem 24 To znamenaacute že nad
jakyacutemkoliv miacutestem na Zemi je možnost přijiacutemat signaacutel z maximaacutelně dvanaacutecti družic
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
14
ostatniacute se v danyacute moment nachaacuteziacute nad protilehlou stranou Země (Steiner amp Černyacute
2006)
Družice ktereacute obiacutehajiacute ve vyacutešce 20200 km nad zemskyacutem povrchem vysiacutelajiacute pro
uživatele tzv navigačniacute signaacutely ty jsou tvořeny řadou koherentniacutech kmitočtů a majiacute
rychlost světla (přibližně 300 000 000 mmiddotsˉsup1) Z těchto signaacutelů je přijiacutemač schopen zjistit
čas jejich odvysiacutelaacuteniacute Současně si přijiacutemač odečte ze svyacutech interniacutech hodin čas přiacutechodů
signaacutelů vysiacutelanyacutech jednotlivyacutemi družicemi Z časovyacutech rozdiacutelů mezi odvysiacutelaacuteniacutem a
přiacutejmem signaacutelů družic vypočiacutetaacute přijiacutemač svoji vzdaacutelenost k těmto družiciacutem Svoji
polohu určiacute přijiacutemač z polohy družic v okamžiku odvysiacutelaacuteniacute přijatyacutech signaacutelů (Rapant
2002 Švaacutebenskyacute Fixel amp Weigel 1995)
Princip určeniacute polohy přijiacutemače vysvětluje jednoduchyacutem a i pro laiky srozumitelnyacutem
způsobem Rapant (2002 182)
V přiacutepadě přijetiacute signaacutelu z prvniacute družice přijiacutemač určiacute jejiacute polohu v prostoru a svoji
vzdaacutelenost d1 od niacute Prakticky se tento přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kružnici o
středu v miacutestě družice a poloměru daneacutem určenou vzdaacutelenostiacute družicepřijiacutemač
(obraacutezek 4) Jakmile přijiacutemač zpracuje signaacutel druheacute družice opět určiacute jejiacute polohu a
svoji vzdaacutelenost d2 od niacute V tomto přiacutepadě je možnaacute poloha přijiacutemače redukovaacutena na
dva body splňujiacuteciacute jednoduchou podmiacutenku přijiacutemač se musiacute nachaacutezet na miacutestě
jehož vzdaacutelenost prvniacute družici je d1 a současně jehož vzdaacutelenost k druheacute družici je d2
Jednaacute se v podstatě o průsečiacuteky kružnic opsanyacutech kolem obou družic (obraacutezek 5) O
tom kteryacute z těchto dvou průsečiacuteků odpoviacutedaacute skutečneacute poloze přijiacutemače je nutneacute
rozhodnout na zaacutekladě doplňujiacuteciacutech kriteacuteriiacute jako je napřiacuteklad předešlaacute znaacutemaacute poloha
nebo reaacutelnost hodnot souřadnic Při určovaacuteniacute polohy v třiacuterozměrneacutem prostoru se
přijiacutemač může nachaacutezet kdekoliv na kuloveacute ploše se středem v družici a poloměrem
rovnyacutem vzdaacutelenosti družicepřijiacutemač
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
15
Obraacutezek 4 (Rapant 2002 182)
Obraacutezek 5 (Rapant 2002 182)
Přijiacutemač dokaacuteže zjistit svoji polohu čas nebo rychlost na zaacutekladě signaacutelu
z minimaacutelně třiacute družic avšak pro potřebnou přesnost respektive vyacutepočet polohy i
s vyacuteškou je nutnyacute signaacutel ze čtyř družic (Randers et al 2010 Steiner amp Černyacute 2006
Rapant 2002)
23 Faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS
Určovaacuteniacute polohy systeacutemem GPS je ovlivňovaacuteno řadou faktorů z nichž některeacute
mohou miacutet většiacute či menšiacute vliv na jejiacute přesnost (tabulka 2)
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
16
Definiciacute přesnosti je obecně viacutece nejčastěji se udaacutevaacute středniacute polohovaacute chyba Středniacute
polohovaacute chyba znamenaacute že 23 měřeniacute majiacute chybu menšiacute než udaacutevaacute středniacute
polohovaacute chyba Za chybneacute měřeniacute je pak poklaacutedaacuteno měřeniacute s chybou 25 ndash 3
naacutesobku středniacute polohoveacute chyby (Steiner amp Černyacute 2006 193)
Než však budou jmenovaacuteny faktory ovlivňujiacuteciacute přesnost systeacutemu GPS je nejprve
nutneacute zmiacutenit dvě zaacutekladniacute skupiny uživatelů GPS
Prvniacute z nich jsou uživateleacute využiacutevajiacuteciacute takzvanou standardniacute polohovou službu
(SPS) Tu je možneacute využiacutevat po celeacutem světě bezplatně a bez omezeniacute Avšak
provozovatel tohoto systeacutemu maacute možnost kdykoliv zaacuteměrně sniacutežit přesnost signaacutelů
zapojeniacutem selektivniacute dostupnosti (anglicky Selective Availability) (Rapant 2002)
Druhou skupinou využiacutevajiacuteciacute přesnou polohovou službu (PPS) jsou autorizovaniacute
uživateleacute kteřiacute na zaacutekladě povoleniacute vlastniacute kryptografickeacute zařiacutezeniacute odpoviacutedajiacuteciacute kliacuteče a
majiacute takeacute speciaacutelně vybaveneacute přijiacutemače Mezi tyto uživatele patřiacute pochopitelně americkaacute
armaacuteda spřaacuteteleneacute armaacutedy vlaacutedniacute agentury a vybraniacute civilniacute uživateleacute jež majiacute
speciaacutelniacute povoleniacute vlaacutedy USA Požadavky na přesnost systeacutemu GPS jsou samozřejmě
pro druhou skupinu uživatelů mnohem vyššiacute (Rapant 2002)
Autoři Marek a Štěpaacutenek (2009) kategorizujiacute činitele majiacuteciacute vliv na přesnost GPS do
třiacute skupin prvniacute skupinu tvořiacute chyby v kosmickeacute čaacutesti kde se jednaacute se o chyby ve
vysiacutelanyacutech informaciacutech do druheacute skupiny patřiacute chyby přenosoveacute cesty od satelitu
k přijiacutemači a chyby ve třetiacute skupině jsou zapřiacutečiněny v samotneacutem přijiacutemači
231 Chyby v kosmickeacute čaacutesti
2311 Řiacutezeniacute přiacutestupu k signaacutelům z družic
Protože byl systeacutem GPS vyviacutejen předevšiacutem jako vojenskyacute navigačniacute systeacutem bylo od
počaacutetku rozhodnuto že do něj musiacute byacutet zabudovaacuteny mechanizmy ktereacute umožniacute jeho
znepřiacutestupněniacute neautorizovanyacutem uživatelům Jednaacute se o takzvanou selektivniacute dostupnost
(anglicky Selective Availability ndash SA) což je zaacuteměrneacute zavaacuteděniacute chyb do signaacutelů
vysiacutelanyacutech družicemi a Anti-Spoofing (A-S) kteryacute představuje ochranu proti vysiacutelaacuteniacute
klamnyacutech signaacutelů GPS nepřiacutetelem Prvně jmenovanyacute mechanizmus byl vypnut
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
17
prezidentem USA v roce 2000 To znamenalo vyacuterazneacute zvyacutešeniacute přesnosti GPS Druhyacute
mechanizmus aktivovanyacute v roce 1994 znemožňuje v reaacutelneacutem čase určovat zpožděniacute
signaacutelů při průchodu ionosfeacuterou (Rapant 2002)
2312 Stav družic
Družice ve sveacute navigačniacute zpraacutevě přenaacutešejiacute takeacute uacutedaje o sveacutem stavu V přiacutepadě
potřeby může byacutet jakaacutekoliv družice označena jako nezdravaacute (např při periodickeacute uacutedržbě
nebo speciaacutelniacutem testovaciacutem obdobiacute) Pokud je takto družice označena přijiacutemač ji
nepoužiacutevaacute k žaacutednyacutem vyacutepočtům až do doby dokud neobdržiacute z navigačniacute zpraacutevy signaacutel o
jejiacutem bdquouzdraveniacuteldquo Avšak pravděpodobně to platiacute i naopak dokud nepřijme přijiacutemač
zpraacutevu o jejiacutem označeniacute za bdquonezdravouldquo nadaacutele s niacute provaacutediacute měřeniacute (Rapant 2002)
2313 Geometrickeacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech družic
Satelity nejsou geostacionaacuterniacute ale s určitou dobou oběhu obiacutehajiacute Zemi jejich
kruhovaacute rychlost je 4044 kmmiddotsˉsup1 To maacute za naacutesledek že se vůči daneacutemu miacutestu na Zemi
měniacute uspořaacutedaacuteniacute viditelnyacutech satelitů Budou-li družice shromaacutežděny v relativně maleacute
oblasti pak určeniacute polohy na zaacutekladě vysiacutelanyacutech signaacutelů poskytne mnohem horšiacute
vyacutesledky než když budou družice rozmiacutestěny co nejdaacutel od sebe Za nejvyacutehodnějšiacute
polohu družic se považuje když je jedna družice v nadhlavniacuteku a zbyleacute tři v poloze 15 -
20deg nad obzorem a zaacuteroveň 120deg od sebe (Marek amp Štěpaacutenek 2009 Rapant 2002
wwwwikipediaorgwikiKruhovaacute_rychlost)
2314 Satelitniacute hodiny
Na přesnosti časoveacute zaacutekladny satelitů velmi zaacutevisiacute přesnost měřeniacute
pseudovzdaacutelenostiacute neboť je třeba si uvědomit že chyba časoveacute zaacutekladny 10 ns
představuje chybu pseudovzdaacutelenosti 3 m Přestože satelity použiacutevajiacute atomoveacute
hodiny dochaacuteziacute k nevyhnutelnyacutem chybaacutem hodinoveacuteho taktu ktereacute jsou časově
zaacutevisleacute a nelze je zanedbat Proto jsou časoveacute zaacutekladny všech satelitů monitorovaacuteny
z pozemniacutech kontrolniacutech stanic odchylky jsou vyhodnocovaacuteny a korekčniacute informace
časoveacute zaacutekladny pro každyacute satelit jsou součaacutestiacute přiacuteslušneacute navigačniacute zpraacutevy (Marek amp
Štěpaacutenek 2009 166)
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
18
232 Chyby přenosoveacute cesty od satelitu k přijiacutemači
2321 Atmosfeacuterickeacute chyby ionosfeacutera a troposfeacutera
Ionosfeacutera obsahuje vysokyacute počet ionizovanyacutech čaacutestic ktereacute značně ovlivňujiacute
prochaacutezejiacuteciacute raacutedioveacute signaacutely Vznikaacute chyba ionosfeacuterickeacute refrakce (angl ionospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může za určityacutech podmiacutenek tato chyba
dosaacutehnout až 30 m Při přiacutejmu signaacutelů z družic na horizontu je pak tato chyba
v typickeacutem přiacutepadě třikraacutet většiacute Je proměnlivaacute v čase i prostoru Naštěstiacute vliv
ionosfeacutery je zaacutevislyacute na kmitočtu prochaacutezejiacuteciacutech vln takže lze jejiacute vliv vhodnyacutem
uspořaacutedaacuteniacutem měřeniacute eliminovat (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se označuje jako chyba troposfeacuterickeacute refrakce (angl tropospheric
refraction error) Ve vertikaacutelniacutem směru může dosahovat hodnoty až 23 metru
v přiacutepadě signaacutelů přijiacutemanyacutech z družic na horizontu může tato chyba byacutet až desetkraacutet
většiacute Vliv troposfeacutery neniacute nijak zaacutevislyacute na kmitočtu raacutediovyacutech vln ale zato je možneacute
ho poměrně přesně vypočiacutetat (s přesnostiacute až na centimetry) při znalosti
atmosfeacuterickyacutech podmiacutenek v miacutestě měřeniacute (Rapant 2002 74)
Vliv troposfeacutery se podle Marka a Štěpaacutenka (2009) uplatňuje podle vlhkosti a tlaku
vzduchu a chyba způsobenaacute jejiacutem vlivem může byacutet v rozsahu od 2 metrů až do 20
metrů
2322 Uacutetlum signaacutelu
Signaacutely vysiacutelaneacute družicemi jsou relativně slabeacute přesto je však dnešniacute přijiacutemače
dokaacutežou detekovat Pokud je však signaacutel tlumen ještě viacutece respektive je šum okolniacuteho
prostřediacute přiacuteliš velkyacute může se signaacutel svyacutem vyacutekonem dostat pod uacuteroveň citlivosti GPS
přijiacutemače Měřeniacute se poteacute staacutevajiacute měně přesnaacute (Čaacutebelka 2008 Rapant 2002)
Uacutetlum signaacutelu může byacutet způsoben buď nějakou překaacutežkou kteraacute mu stojiacute v cestě
nebo takeacute niacutezkou polohou družice nad horizontem O tom zda signaacutel překaacutežkou projde
rozhoduje předevšiacutem jejiacute tloušťka a materiaacutel Napřiacuteklad plast sklo nebo menšiacute vrstva
textilu signaacutel přiacuteliš netlumiacute Oproti tomu třeba zdi budov tlumiacute signaacutel vyacuterazně viacutece
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
19
(obraacutezek 6) Daacutele může byacutet signaacutel tlumen hustou vegetaciacute hustyacutem deštěm (avšak jen
minimaacutelně) nebo silnyacutem elektromagnetickyacutem polem v miacutestě přiacutejmu (Čaacutebelka 2008)
Obraacutezek 6 Vliv vyacuteškoveacute budovy na signaacutel GPS (červeneacute body) (Marek amp Štěpaacutenek
2009 170)
2323 Multipath
Multipath česky viacutececestneacute šiacuteřeniacute signaacutelu je mnohostrannyacute odraz signaacutelu GPS kteryacute
vyacuterazně snižuje jeho kvalitu Multipath byacutevaacute způsoben odrazem signaacutelů od okolniacutech
objektů jež majiacute vysoce odraznyacute povrch (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
20
Mezi tyto objekty patřiacute (Rapant 2002 Marek amp Štěpaacutenek 2009)
Kovoveacute a skleněneacute budovy
vyacuterazneacute tereacutenniacute prvky
vodniacute plochy
vozidla
letadla
Podle Marka a Štěpaacutenka (2009) je tato chyba jednou z nejobtiacutežněji odstranitelnyacutech
chyb při určovaacuteniacute polohy
233 Chyby přijiacutemače
2331 Hodiny přijiacutemače
Kvalita hodin přijiacutemače je pochopitelně o mnoho řaacutedů horšiacute než kvalita hodin
satelitniacutech To zapřiacutečiňuje relativně velkou chybu se kterou se poteacute pracuje jako
s neznaacutemou Proto je signaacutel měřen ze čtyř družic (Rapant 2002 Čaacutebelka 2008)
234 Přesnost udaacutevaneacute polohy satelitů (efemeridy)
Dalšiacutem z faktorů ovlivňujiacuteciacutem přesnost měřeniacute je znalost přesnosti pozice družice
Jejich draacutehy jsou průběžně monitorovaacuteny z několika stanic rozmiacutestěnyacutech po celeacutem
světě Tyto monitorovaciacute stanice vysiacutelajiacute předpovědi drah na satelity a odtud zase
zpaacutetky na Zem do přijiacutemačů GPS Avšak zkušenosti ukazujiacute že přesnost předpovědi
draacutehy je řaacutedově několik metrů což může způsobit chybu v určeniacute polohy takeacute několik
metrů (Čaacutebelka 2008)
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
21
Tabulka 2 Faktory polohoveacute chyby GPS (Wormley 2010)
Chyby ovlivňujiacuteciacute přesnost polohy jsou primaacuterniacute faktory ktereacute majiacute vliv na měřenou
vzdaacutelenost pomociacute systeacutemu GPS neboť celkovaacute vzdaacutelenost je vypočiacutetaacutena součtem
vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi polohovyacutemi body Pomociacute polohovyacutech bodů a času je
počiacutetaacutena takeacute rychlost
24 Využitiacute GPS ve sportu a kinantropologii
Vzhledem k vyacuteše zmiacuteněnyacutem informaciacutem je logickeacute že systeacutem GPS může byacutet
využiacutevaacuten pouze pro činnosti ktereacute je možneacute provozovat ve venkovniacutem prostřediacute
V kinantropologii je systeacutem GPS využiacutevaacuten napřiacuteklad pro přesnějšiacute monitorovaacuteniacute
pohyboveacute aktivity člověka (Cooper et al 2010 Duncan Badland amp Mummery 2009)
Ciacutelem využitiacute GPS ve sportu neniacute pouheacute určeniacute polohy ale napřiacuteklad diagnostika
překonaneacute vzdaacutelenosti rychlosti pohybu (maximaacutelniacute průměrneacute) přiacutepadně zjištěniacute
rozsahu pohybu hraacuteče po hřišti v průběhu utkaacuteniacute nebo treacuteninku ve sportovniacutech hraacutech
Systeacutem GPS se daacute takeacute využiacutet pro
zjištěniacute podiacutelu jednotlivyacutech pohybovyacutech intenzit v utkaacuteniacute respektive ve
sportu
identifikaci nejintenzivnějšiacutech časovyacutech uacuteseků hry
diferenciaci herniacutech postů
zjištěniacute uacuterovně soutěžiacute v jednotlivyacutech sportech
zjištěniacute fyzickeacute připravenosti sportovce
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp
22
zjištěniacute informaciacute tyacutekajiacuteciacute se taktiky a strategie
Všechna zjištěnaacute data se však dajiacute využiacutet i pro plaacutenovaacuteniacute treacuteninkoveacuteho procesu kteryacute
se diacuteky nim může svyacutem objemem a intenzitou mnohem viacutece podobat mistrovskeacutemu
utkaacuteniacute či zaacutevodu Systeacutem GPS je možneacute využiacutet takeacute přiacutemo v treacuteninkoveacutem procesu pro
monitorovaacuteniacute pohyboveacute aktivity (uběhnutaacute vzdaacutelenost rychlost trajektorie běhu) hraacutečů
v kondičniacute či technickeacute přiacutepravě
Systeacutem GPS neniacute v kinantropologii využiacutevaacuten pouze k monitorovaacuteniacute pohyboveacute
aktivty člověka ale napřiacuteklad i za těmito uacutečely
posouzeniacute rychlosti lidskeacute lokomoce (Schutz amp Herren 2000)
měřeniacute mechanickeacuteho vyacutekonu chůze (Terrier Ladetto Merminod amp Schutz
2001)
analyacuteza vyacutekonu v orientačniacutem běhu (Larsson Burlin Jakobsson amp
Henriksson-Larsen 2002)
využitiacute GPS pro studovaacuteniacute biomechaniky lidskeacuteho pohybu (Terrier Ladetto
Merminod amp Schutz 2000)
analyacuteza vyacutekonu v běhu na lyžiacutech (Larsson amp Henriksson-Larsen 2005)
využitiacute GPS pro monitorovaacuteniacute treacuteninku a vyacutekonu sportovniacutech koniacute
(Hebenbrock et al 2005)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti hraacutečů v utkaacuteniacute v mlaacutedežnickeacutem fotbale
(Buchheit Mendez-Villanueva Simpson amp Bourdon 2010)
analyacuteza překonaneacute vzdaacutelenosti u elitniacutech hraacutečů australskeacuteho fotbalu (Coutts
Quinn Hocking Castagna amp Rampinini 2010)
analyacuteza vysoce intenzivniacutech pohybů v australskeacutem fotbale (Aughey 2011)
komparace treacuteninku a herniacutech požadavků u hraacutečů kriketu (Petersen Pyne
Dawson Kellett amp Portus 2011)
Budoucnost analyacutezy ve sportu pomociacute systeacutemu GPS přinese dalšiacute miniaturizaci
zařiacutezeniacute delšiacute životnost bateriiacute a integraci dalšiacutech inerciaacutelniacutech senzorů pro uacutečinnějšiacute
kvantifikaci uacutesiliacute sportovců (Aughey 2011)
23
25 Validita GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute
Existuje řada studiiacute jež pro sveacute měřeniacute využiacutevajiacute systeacutem GPS Ovšem studiiacute
zaměřenyacutech na ověřeniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute GPS ve sportovniacute oblasti je relativně
maacutelo což potvrzuje i Gray Jenkins Andrews Taaffe a Glover (2010)
Praacutevě studie vyacuteše zmiacuteněneacuteho autora je jednou z vyacutejimek Jejiacutem ciacutelem bylo zjistit vliv
rychlosti pohybu a trajektorie trati na spolehlivost měřeniacute vzdaacutelenostiacute systeacutemu GPS a to
přijiacutemačem o frekvenci 1 Hz K odlišeniacute pohyboveacute intenzity použil čtyři různeacute rychlosti
pohybu ndash chůzi poklus rychlyacute běh a sprint Tratě měřily 200 metrů a byly rozděleny na
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute Vyacutesledky ukaacutezaly že pro lineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti miacuterně přeceňuje (v průměru o 58 m pro chůzi 18 m pro poklus 31 m pro
rychlyacute běh a 52 m pro sprint) zatiacutemco pro nelineaacuterniacute trať systeacutem GPS naměřeneacute
vzdaacutelenosti relativně hodně podceňuje (v průměru o 11 m pro chůzi 117 m pro poklus
154 m pro rychlyacute běh a 196 m pro sprint) To zřejmě souvisiacute s časovyacutemi rozestupy
mezi vytvaacuteřeniacutem jednotlivyacutech polohovyacutech bodů což v praxi znamenaacute že polohoveacute
body nemohou přesně kopiacuterovat trajektorii pohybu Z vyacutesledků takeacute vyplyacutevaacute poměrně
velkyacute vliv rychlosti pohybu na přesnost měřeniacute Čiacutem vyššiacute je intenzita pohybu tiacutem vyššiacute
je takeacute chybovost měřeniacute GPS a to zejmeacutena u nelineaacuterniacutech tratiacute K podobnyacutem
vyacutesledkům došli i Jennings Cormack Coutts Boyd a Aughey (2010) kteřiacute pro ověřeniacute
validity GPS použili přiacutemeacute tratě (10 m 20 m a 40 m) čtyři rychlosti pohybu (chůze
poklus rychlyacute běh sprint) tratě se změnou směru jenž byly uběhnuty ve dvou
frekvenciacutech (pevneacute a stupňujiacuteciacute) a okruh simulujiacuteciacute pohyby v tyacutemovyacutech sportech (140
m) K zaznamenaacutevaacuteniacute uacutedajů použili dva přijiacutemače o různeacute frekvenci (1 Hz a 5 Hz)
Ukaacutezalo se že deacutelka tratě takeacute vyacuterazně ovlivňuje přesnost měřeniacute GPS (průměrnaacute chyba
238 pro 10 m tratě 174 pro 20 m tratě a 96 pro 40 m tratě u 1 Hz přijiacutemače)
Čiacutem je tedy trať kratšiacute tiacutem většiacute je procentuaacutelniacute zkresleniacute skutečneacute vzdaacutelenosti Přesnost
měřeniacute GPS rovněž ovlivňuje frekvence přijiacutemače Přijiacutemač o frekvenci 5 Hz byl
vyacuterazně přesnějšiacute než přijiacutemač o frekvenci 1 Hz a to pro všechny vzdaacutelenosti Stejně
jako u Gray et al (2010) byl zjištěn vliv rychlosti V okruhu simulujiacuteciacutem pohyby
v tyacutemovyacutech sportech byla průměrnaacute naměřenaacute vzdaacutelenost u obou přijiacutemačů menšiacute a to o
57 (1 Hz) respektive 37 (5 Hz) Frekvence lokomoce (postupnaacute a pevnaacute) nehraje
pro přesnost GPS vyacuteraznou roli Petersen Pyne Portus a Dawson (2009) jenž ověřovali
validitu GPS pro monitorovaacuteniacute pohybovyacutech vzorů v kricketu zvolili podobnou
24
metodiku Jednalo se tedy o různeacute vzdaacutelenosti a rychlosti (8800 m chůze 2400 m
poklus 1200 m běh 600 m rychlyacute běh a 20 30 a 40 metrů sprint) Naviacutec takeacute na
všechny testy použil dva totožneacute GPS přijiacutemače Ukaacutezalo se že i dva naprosto stejneacute
přijiacutemače umiacutestěneacute kousek od sebe (10 cm) vykazujiacute rozdiacutelneacute vyacutesledky Přijiacutemače
značky MinimaxX (5 Hz) nezaznamenaly v žaacutedneacute zkoušce schodu a napřiacuteklad ve
sprintu na 20 m se v průměru lišily o 86 To sameacute platilo i pro přijiacutemače značky SPI-
Pro (5 Hz) ty se ve sprintu na 20 m lišily v průměru o 5 Portas Harley Barnes a
Rush et al (2010) ve sveacute studii ověřovali validitu GPS pro přiacutemeacute nepřiacutemeacute a specifickeacute
fotbaloveacute tratě V souladu s vyacuteše zmiacuteněnyacutemi studiemi se potvrdil vliv rychlosti a
vzdaacutelenosti na přesnost měřeniacute GPS Takeacute byl potvrzen vliv frekvence přijiacutemače 1 Hz
přijiacutemač byl meacuteně přesnyacute než 5 Hz přijiacutemač a to zejmeacutena u složitějšiacutech tratiacute Pro
specifickeacute fotbaloveacute tratě jež měřily 110 m (pro post uacutetočniacuteka) 121 m (pro post
obraacutence) a 134 m (pro post zaacuteložniacuteka) byla zjištěna chybovost v rozsahu 13 - 3 u 1
Hz přijiacutemače a 15 - 22 u 5 Hz přijiacutemače MacLeod Morris Nevill a Sunderland
(2009) ověřovali validitu měřeniacute GPS nejen pro vzdaacutelenost ale takeacute pro rychlost Byl
použit přijiacutemač (1 Hz) s integrovanyacutem akcelerometrem o frekvenci 100 Hz Uacutečastniacuteci
museli překonat trasu o deacutelce 6818 m ve ktereacute byly zastoupeny typickeacute pohyby pro
hraacuteče pozemniacuteho hokeje Přijiacutemače GPS zaznamenali pro měřeniacute vzdaacutelenosti
průměrnou chybu pouheacute 3 m což potvrdilo že přesnost GPS se vyacuterazně zvyšuje s
narůstajiacuteciacute vzdaacutelenostiacute Podobnaacute přesnost GPS přijiacutemačů byla nalezena takeacute v rychlosti
Pearsonův korelačniacute koeficient mezi vypočiacutetanou rychlostiacute (pomociacute časovyacutech bran) a
rychlostiacute zaznamenanou přijiacutemači GPS dosaacutehl hodnoty 099 Vyacutesledky naznačily že
systeacutem GPS nabiacuteziacute uacutečinnyacute naacutestroj pro zaznamenaacutevaacuteniacute rychlosti a překonaneacute vzdaacutelenosti
hraacutečů během utkaacuteniacute Daacute se však očekaacutevat že GPS přiacutestroj s integrovanyacutem
akcelerometrem (100 Hz) bude mnohem přesnějšiacute než běžneacute GPS přijiacutemače použiacutevaneacute
v jinyacutech studiiacutech Zajiacutemaveacute srovnaacuteniacute systeacutemu GPS s kamerovyacutem systeacutemem Vicon (22
kamer) prezentovali ve sveacute studii Duffield Reid Baker a Spratfortd (2010) Přijiacutemače
GPS (1 Hz a 5 Hz) oproti mnohem přesnějšiacutemu systeacutemu Vicon pracujiacuteciacutem o frekvenci
100 Hz vzdaacutelenost i rychlost podceňovali a to předevšiacutem u rychlyacutech pohybů
Edgecomb a Norton (2006) zase srovnaacutevali systeacutem GPS s počiacutetačovyacutem programem
CBT (Computer-based tracking) pracujiacuteciacutem na zaacutekladě převodu pixelů na metry
Vyacutesledky ukaacutezaly podobnou relativně malou chybovost obou systeacutemů CBT
nadhodnocoval skutečneacute vzdaacutelenosti v průměru o 58 a systeacutem GPS o 48
Nespornou vyacutehodou systeacutemu GPS oproti vyacuteše zmiacuteněnyacutem komerčniacutem systeacutemům (Vicon
25
CBT) je niacutezkaacute cena dostupnost a takeacute mnohem většiacute možnost využitiacute neboť ne každyacute
sportovniacute povrch je obklopen tribunami pro umiacutestěniacute kamer
Primaacuterniacutemi faktory ovlivňujiacuteciacutemi přesnost měřeniacute jsou ty ktereacute majiacute vliv na přesnost
polohy (viz kapitola 23) Měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou totiž podle Gray et al (2010)
odvozeny z pozice a času přihlaacutešeniacute přijiacutemače takže chyba v těchto proměnnyacutech ovlivniacute
přesnost měřeniacute
Chyba polohy vychaacuteziacute z geometrie satelitů a naměřeneacute chybneacute pseudovzdaacutelenosti
Pseudovzdaacutelenost je odhadovanaacute vzdaacutelenost mezi přijiacutemačem a použityacutemi satelity
v okamžiku vytvaacuteřeniacute polohovyacutech bodů - fixů (Gray et al 2010)
Naměřeneacute pseudovzdaacutelenosti jsou nepřesneacute kvůli chybaacutem v satelitniacutech efemeridaacutech a
hodinaacutech (navzdory několika korekčniacutem uacutepravaacutem každyacute den) ionosfeacuterickeacutemu a
troposfeacuterickeacutemu zpožděniacute (změny rychlosti a směru signaacutelu při průchodu zemskou
atmosfeacuterou) šumu v miacutestě přijiacutemače (vliv siacutely signaacutelu) a multipathu (odraz signaacutelu)
Stejně tak maacute vliv i počet satelitů použityacutech k vytvořeniacute pozice a jejich rozmiacutestěniacute na
obloze vzhledem k uživateli (satelitniacute geometrie) (Misra amp Enge 2006)
Poměr těchto chyb je neznaacutemyacute a bude zaacuteležet na hardwaru přijiacutemače (typ anteacuteny
algoritmy pro zmiacuterněniacute ionosfeacuterickeacuteho zpožděniacute atd) (Conley et al 2006)
Sekundaacuterniacutemi faktory ktereacute vyplyacutevajiacute z vyacuteše zmiacuteněnyacutech studiiacute a s velkou
pravděpodobnostiacute ovlivňujiacute přesnost systeacutemu GPS pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute jsou
Rychlost pohybu
vzdaacutelenost
trajektorie pohybu
a frekvence přijiacutemače
Podle Witte a Willson (2004) je však třeba vziacutet v potaz že vyacutesledky každeacute studie
jsou velmi specifickeacute neboť největšiacute vliv na přesnost GPS přijiacutemače majiacute jeho
konkreacutetniacute (vnitřniacute) algoritmy jež jsou určeny vyacuterobcem
26
Vyacutesledky je proto těžkeacute srovnaacutevat a to zejmeacutena z důvodu použitiacute jineacuteho zařiacutezeniacute
metody a takeacute analyacutez (MacLeod et al 2009)
Na druhou stranu systeacutem GPS je založen na principu na ktereacutem jsou zaacutevisleacute
všechny GPS přijiacutemače Proto lze i přes rozdiacutelneacute vyacutesledky najiacutet společneacute znaky ktereacute
přesnost systeacutemu GPS ovlivňujiacute
27
3 CIacuteL PRAacuteCE
Hlavniacutem ciacutelem diplomoveacute praacutece bylo ověřeniacute validity přiacutestroje GPS Polar G3 pro
měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaneacute člověkem bipedaacutelniacute specificky chodeckou a běžeckou
lokomociacute Praktickyacutem uacutečelem praacutece bylo zjistit velikost chyby měřeniacute kraacutetkyacutech
vzdaacutelenostiacute překonanyacutech bipedaacutelniacute lokomociacute různyacutech rychlostiacute ktereacute jsou typickeacute pro
pohyb jedince v řadě sportovniacutech činnostiacute zvlaacuteště pak ve sportovniacutech hraacutech
4 METODIKA
41 Design vyacutezkumu
Na zaacutekladě teoretickyacutech poznatků o GPS (viz kapitola 25) a pohybovyacutech vzorů
hraacutečů sportovniacutech her (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di
Salvo et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) jsme pro ověřeniacute validity měřeniacute
vzdaacutelenostiacute přiacutestroje GPS Polar G3 použily pohyb jedince po přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech (obraacutezek 7) o deacutelkaacutech 25 m 50 m 75 m 100 m Všechny přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě
byly překonaacuteny čtyřmi odlišnyacutemi rychlostmi lokomoce ndash chůziacute poklusem rychlyacutem
během a sprintem Jednotliveacute způsoby lokomoce se tedy odlišovaly ve třech
proměnnyacutech ndash ve směru lokomoce ndash pohyb po přiacutemeacute vs nepřiacutemeacute trati v deacutelce (4 deacutelky
ndash viz vyacuteše) a rychlosti lokomoce (viz vyacuteše) Celkovyacute počet jedinečnyacutech typů lokomociacute
ke kteryacutem se vaacutezalo zjišťovaacuteniacute validity měřeniacute vzdaacutelenostiacute pomociacute GPS bylo 32
Tratě byly vyznačeny na uměleacutem fotbaloveacutem povrchu daleko (viacutece než 50 m) od
vegetace či vysokyacutech budov Po celeacute deacutelce každeacute tratě byly umiacutestěny fotobuňky TC
Timing Systems (Brower Timing Systems Draper USA) po 125 metrech Uacutečelem
měřeniacute časů lokomoce v jednotlivyacutech zkouškaacutech byla kontrola
1 očekaacutevanyacutech rozdiacutelů rychlosti pohybu jedince v odlišnyacutech rychlostniacutech
kategoriiacutech lokomoce tj v chůzi poklusu rychleacutem běhu sprintu
2 dostatečneacute konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce v každeacute zkoušce Tato
konzistence byla hodnocena variabilitou rychlosti lokomoce na jednotlivyacutech 125-
metrovyacutech uacuteseciacutech v daneacute zkoušce
28
Obraacutezek 7 Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute tratě ktereacute uacutečastniacutek překonal pomociacute lokomoce
42 Uacutečastniacutek
Treacutenovanyacute sportovec ve věku 25 let Faktory jako je pohlaviacute vyacuteška hmotnost atd
podle Gray et al (2010) neovlivňujiacute přesnost GPS
43 Zařiacutezeniacute
K měřeniacute vzdaacutelenostiacute byl použit senzor GPS Polar G3 (Polar Oy Finsko) s přiacutejmem
signaacutelů o frekvenci 1 Hz jenž je součaacutestiacute přiacutestroje RS800CX MULTI Senzor byl
uacutečastniacutekovi upevněn na pravou lopatku (obraacutezek 8) a nebyl překryt žaacutednou vrstvou
oděvu
Fotobuňky TC Timing Systems (Timing Brower Systems Draper USA) ktereacute byly
rozmiacutestěny v průběhu celeacute tratě (po 125 metech)
29
Obraacutezek 8 Umiacutestěniacute přijiacutemače GPS Polar G3
44 Průběh měřeniacute
Uacutečastniacutek postupně vykonal 32 typů lokomociacute (viz vyacuteše) s tiacutem že každyacute typ
lokomoce byl proveden pětkraacutet tj uacutečastniacutek provedl celkem 160 lokomočniacutech zkoušek
U všech zkoušek se uacutečastniacutek snažil udržovat staacuteleacute tempo tak aby byla variabilita mezi
jednotlivyacutemi mezičasy co nejnižšiacute Uacutečastniacutek začiacutenal každou zkoušku z označeneacuteho
miacutesta na začaacutetku tratě kde staacutel na miacutestě vždy minimaacutelně po dobu 35 vteřin trvaacuteniacute
zaacuteznamu přiacutestroje a až poteacute se začal pohybovat Během lokomoce byl uacutečastniacutek nucen
udržovat sveacute těžiště ve vyznačeneacute ose Zkouška byla dokončena jakmile se uacutečastniacutek
zastavil v ciacuteloveacutem bodě na konci tratě a setrval vždy alespoň 10 vteřin na miacutestě
Zkoušky byly provedeny ve dnech 127 147 a 167 2013 vždy v dopoledniacutech
hodinaacutech za jasneacuteho až polojasneacuteho počasiacute a teploty vzduchu 21 ndash 30 degC
45 Statistickaacute analyacuteza
Validita různyacutech rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
kteraacute byla realizovanaacute uacutečastniacutekem byla vždy hodnocena prostyacutem srovnaacuteniacutem
průměru pěti rychlostiacute dosaženyacutech v danyacutech kategoriiacutech lokomoce na trati daneacute
30
vzdaacutelenosti Konzistence průběžneacute rychlosti lokomoce daneacute rychlostniacute kategorie na
daneacute vzdaacutelenosti byla hodnocena variačniacutem koeficientem CV() pro časy dosaženyacutech
na jednotlivyacutech uacuteseciacutech
Pro vyjaacutedřeniacute centraacutelniacute tendence a variability naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute byl použit
průměr (M) a mediaacuten (Me) respektive směrodatnaacute odchylka (SD) a mediaacutenovaacute
absolutniacute odchylka (MAD) Validita měřenyacutech vzdaacutelenostiacute byla vyjaacutedřena
1 systematickou chybou měřeniacute δs kteraacute byla vypočiacutetaacutena jako průměr rozdiacutelů
mezi skutečnyacutemi a naměřenyacutemi vzdaacutelenostmi
2 95 intervalem konfidence pro naacutehodnou chybu měřeniacute 95 CI pro δ kteryacute
byl vypočiacutetaacuten jako SD rozdiacutelů mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute
naacutesobenou 196
3 Bland-Altmanovyacutem 95 limitem shody (LS) Tento parametr zahrnuje
systematickou a naacutehodnou chybou měřeniacute
K vyacutepočtu statistickyacutech charakteristik byl použit SW program Statistica 9 (StatSoft
Inc Tulsa USA)
31
5 VYacuteSLEDKY
U přiacutemyacutech tratiacute na 100 a 75 metrů (tabulky 3 a 4) zaznamenal přijiacutemač při
lokomociacutech rychlyacute běh a sprint nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute Nejvyacuteraznějšiacute nadhodnoceniacute
bylo u obou tratiacute zaznamenaacuteno při sprintu kde dosaacutehla systematickaacute chyba měřeniacute 130
m u 100 m tratě a 84 m u 75 m tratě Při lokomociacutech chůze a poklus přijiacutemač u obou
tratiacute vzdaacutelenosti podhodnocoval Na 100 m trati byla systematickaacute chyba měřeniacute -84 m
při chůzi a -12 m při poklusu na 75 m trati -20 m při chůzi a -28 m při poklusu Na 75
m dlouheacute trati ovlivňovala rychlost lokomoce rovněž naacutehodnou chybu měřeniacute čiacutem byla
rychlost lokomoce vyššiacute tiacutem vyššiacute byla i naacutehodnaacute chyba měřeniacute ndash od plusmn 00 m při chůzi
až po plusmn 12 m při sprintu U 100 m tratě nebyl v tomto ukazateli nalezen žaacutednyacute trend
Tabulka 3 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 100
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 164 170 95 5 916 67 -84 131 -84 plusmn 131
Poklus 292 490 98 4 988 33 -12 29 -12 plusmn 29
Rychlyacute běh 564 1312 104 5 1010 123 10 137 10 plusmn 137
Sprint 678 1522 116 1 1130 52 130 102 130 plusmn 102
Celkem - - - - 1011 109 11 129 11 plusmn 129
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
32
Tabulka 4 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 163 209 73 0 730 00 -20 00 -20 plusmn 00
Poklus 296 475 71 3 722 33 -28 47 -28 plusmn 47
Rychlyacute běh 540 1212 70 1 782 110 32 108 32 plusmn 108
Sprint 636 1531 87 4 834 67 84 120 84 plusmn 120
Celkem - - - - 767 80 17 108 17 plusmn 108
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Na kratšiacutech přiacutemyacutech tratiacutech tedy na 50 a 25 metrů (tabulky 5 a 6) přijiacutemač
naměřenou vzdaacutelenost podhodnocoval a nebyl zde nalezen trend systematickeacute chyby
měřeniacute v zaacutevislosti na rychlosti lokomoce U 50 m tratě však byl zjištěn trend zvyšujiacuteciacute
se naacutehodneacute chyby měřeniacute se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce (tabulka 5) podobně jako
u trati na 75 m (viz vyacuteše) Při chůzi byla naacutehodnaacute chyba měřeniacute plusmn 2 m při poklusu plusmn
82 m při rychleacutem běhu plusmn 133 m a při sprintu dokonce plusmn 323 m O vlivu rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute se daacute u přiacutemyacutech tratiacute hovořit u vzdaacutelenostiacute na
75 a 100 m kde bylo zřejmeacute že jsou niacutezkeacute intenzity lokomoce podhodnocovaacuteny
zatiacutemco vysokeacute intenzity lokomoce GPS přiacutestroj nadhodnocoval U 50 m tratě zase
rychlost lokomoce ovlivňovala velikost naacutehodneacute chyby kteraacute u sprintu dosaacutehla dokonce
plusmn 323 m
33
Tabulka 5 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 154 271 46 0 458 10 -42 20 -42 plusmn 20
Poklus 274 504 46 1 444 42 -56 82 - 56 plusmn 82
Rychlyacute běh 526 1392 58 8 496 152 -04 133 - 04 plusmn 133
Sprint 610 1561 45 3 366 165 -134 323 - 134 plusmn 323
Celkem - - - - 441 124 -59 20 -59 plusmn 20
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 6 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute přiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 15 276 23 3 218 29 -32 47 -32 plusmn 47
Poklus 244 331 13 1 172 60 -78 118 -78 plusmn 118
Rychlyacute běh 452 58 17 1 158 92 -92 143 -92 plusmn 143
Sprint 544 696 22 3 222 40 -28 55 -28 plusmn 55
Celkem - - - - 193 66 -57 116 -57 plusmn 116
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky (tabulky 3-6) pro přiacutemeacute tratě bez ohledu na rychlost (20 zkoušek)
ukaacutezaly že systeacutem GPS dosahuje vyššiacute přesnosti měřeniacute na delšiacutech tratiacutech a to jak
z hlediska systematickeacute tak i naacutehodneacute chyby měřeniacute Systematickaacute chyba měřeniacute byla
na 100 m trati 11 a na 75 m trati 23 Na kratšiacutech tratiacutech byla přesnost měřeniacute
mnohem nižšiacute systematickaacute chyba měřeniacute dosaacutehla na 50 m trati hodnoty 118 a na 25
m trati dokonce 228 Naacutehodnaacute chyba měřeniacute potvrdila stejnyacute trend tedy vyššiacute
hodnotu se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco na 100 m a 75 m trati byla tato chyba
34
přijatelnaacute plusmn 129 respektive plusmn 144 na 50 m a 25 m trati dosaacutehla vyacuterazně vyššiacutech
hodnot a to plusmn 40 respektive plusmn 464 Tyto celkoveacute vyacutesledky poukazujiacute na vyššiacute chybu
měřeniacute se snižujiacuteciacute se měřenou vzdaacutelenostiacute
Vyacutesledky měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonaacutevanyacutech lokomociacute jedince na nepřiacutemyacutech tratiacutech
odhalily podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute ve srovnaacuteniacute se skutečnou vzdaacutelenostiacute a to u všech
deacutelek tratiacute a rychlostniacutech kategoriiacute lokomoce Na 100 m trati (tabulka 7) byl se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce zjištěn nižšiacute rozdiacutel mezi skutečnou a naměřenou vzdaacutelenostiacute δs -
208 m při chůzi -178 m při poklusu -178 m při rychleacutem běhu a -114 při sprintu
Ještě vyacuteraznějšiacute byl se zvyšujiacuteciacute se rychlostiacute lokomoce pokles naacutehodneacute chyby měřeniacute
Od plusmn 167 m při chůzi až po plusmn 27 m při sprintu
Tabulka 7 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 100
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti
100 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
100 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 148 273 78 8 792 85 -208 167 -208 plusmn 167
Poklus 212 373 80 4 822 51 -178 100 -178 plusmn 100
Rychlyacute běh 316 328 82 1 822 26 -178 51 -178 plusmn 51
Sprint 418 602 88 1 886 14 -114 27 -114 plusmn 27
Celkem - - - - 831 62 -169 122 -169 plusmn 122
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Vliv rychlosti lokomoce na naacutehodnou chybu měřeniacute byl zjištěn takeacute na 75 m trati
(tabulka 8) 50 m trati (tabulka 9) a 25 m trati (tabulka 10) Zajiacutemavostiacute je že zatiacutemco
na tratiacutech 100 m a 50 m se velikost naacutehodneacute chyby s rychlostiacute lokomoce snižovala u 75
m a 25 tratě tomu bylo naopak
35
Tabulka 8 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 75
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 75
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
75 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 156 212 64 2 638 28 -112 55 -112 plusmn 55
Poklus 221 371 64 1 642 13 -108 25 -108 plusmn 25
Rychlyacute běh 319 460 61 5 600 40 -150 78 -150 plusmn 78
Sprint 401 611 61 2 638 52 -112 102 -112 plusmn 102
Celkem - - - - 630 40 -120 78 -120 plusmn 78
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Tabulka 9 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 50
m nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 50 m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
50 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 150 239 40 2 356 78 -144 153 -144 plusmn 153
Poklus 228 474 39 3 388 35 -112 69 -112 plusmn 69
Rychlyacute běh 334 613 42 2 414 22 -86 43 -86 plusmn 43
Sprint 406 747 41 1 408 17 -92 33 -92 plusmn 33
Celkem - - - - 392 50 -108 98 -108 plusmn 98
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
36
Tabulka 10 Vzdaacutelenosti naměřeneacute přiacutestrojem GPS Polar G3 při lokomoci jedince na 25
metroveacute nepřiacutemeacute trati v různyacutech rychlostech a jejich rozdiacutely od skutečneacute vzdaacutelenosti 25
m
VP Tu Me MAD M SD δs δ (95 CI) LS (95)
25 m (m s-1
) (CV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
Chůze 146 244 19 1 192 13 -58 25 -58 plusmn 25
Poklus 214 324 17 1 162 28 -88 55 -88 plusmn 55
Rychlyacute běh 322 129 18 3 174 34 -76 67 -76 plusmn 67
Sprint 400 256 14 10 166 88 -84 147 -84 plusmn 147
Celkem - - - - 174 51 -76 90 -76 plusmn 90
Vysvětlivky VP ndash průměrnaacute dosaženaacute rychlost Tu ndash čas na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech Me ndash
mediaacuten MAD ndash absolutniacute mediaacutenovaacute odchylka M ndash průměr SD ndash směrodatnaacute odchylka δs ndash
systematickaacute chyba měřeniacute δ (95 CI) ndash confindenčniacute interval pro naacutehodnou chybu měřeniacute
95 CI pro δ LS (95) ndash 95 limit shody podle Bland-Altmana
Celkoveacute vyacutesledky pro nepřiacutemeacute tratě (tabulky 7-10) bez ohledu na rychlost ukaacutezaly
že systeacutemovaacute i naacutehodnaacute chyba měřeniacute je až na vyacutejimky vyššiacute v přiacutepadě měřeniacute
lokomoce na kratšiacute vzdaacutelenost Systeacutemovaacute chyba dosahovala hodnot 169 na 100 m
trati 16 na 75 m trati 216 na 50 m trati a 304 na 25 m trati Naacutehodnaacute chyba byla
plusmn 122 na 100 m trati plusmn 104 na 75 m trati plusmn 196 na 50 m trati a plusmn 36 na 25
trati Podobneacute tendence byly zjištěny i na tratiacutech přiacutemyacutech
Při komparaci naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech tratiacutech bylo zjištěno
že GPS senzor měřil překonanou vzdaacutelenost na přiacutemyacutech tratiacutech vyacuterazně přesněji než na
tratiacutech nepřiacutemyacutech (obraacutezek 8) Zajiacutemavostiacute takeacute je že u přiacutemyacutech tratiacute bylo zvyšovaacuteniacute
velikosti systematickeacute chyby měřeniacute se zkracovaacuteniacutem vzdaacutelenostiacute mnohem prudšiacute než u
tratiacute nepřiacutemyacutech To znamenalo že se velikost rozdiacutelu systematickeacute chyby měřeniacute mezi
oběma rozdiacutelnyacutemi trajektoriemi pohybu (přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech) snižovala se snižujiacuteciacute se
vzdaacutelenostiacute Zatiacutemco u 100 m tratě byl zaznamenaacuten rozdiacutel v systematickeacute chybě měřeniacute
158 u 25 m tratě to bylo už jen 76
37
Obraacutezek 9 Zaacutevislost průměrneacute systematickeacute chyby měřeniacute na přiacutemyacutech a nepřiacutemyacutech
tratiacutech pomociacute GPS () na překonaneacute vzdaacutelenosti
11 23
118
228
169 16
216
304
0
5
10
15
20
25
30
35
100 m 75 m 50 m 25 m
přiacutemeacute tratě
nepřiacutemeacute tratě
38
6 DISKUZE
Ciacutelem praacutece bylo zjistit uacutečinky deacutelky překonaneacute vzdaacutelenosti na přesnost resp
validitu měřeniacute teacuteto vzdaacutelenosti pomociacute senzoru GPS Polar G3 a daacutele takeacute ověřit do
jakeacute miacutery rychlost lokomoce a trajektorie překonaacutevaneacute tratě ovlivňujiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute Uacutečastniacutek překonal tratě odlišneacute trajektorie a vzdaacutelenosti a to čtyřmi předem
definovanyacutemi rychlostmi lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh sprint)
61 Validita lokomočniacutech zkoušek z hlediska rychlosti pohybu uacutečastniacuteka
Rychlost lokomoce jakou se uacutečastniacutek pohyboval byla spočiacutetaacutena pomociacute času trvaacuteniacute
jednotlivyacutech zkoušek a naacutesledně zprůměrovaacutena Na přiacutemyacutech tratiacutech se rychlosti
lokomoce pohybovaly v rozmeziacutech 150 ndash 164 m s-1
při chůzi 244 ndash 296 m s-1
při
poklusu 452 ndash 564 m s-1
při rychleacutem běhu a 544 ndash 678 m s-1
při sprintu Při všech
rychlostech lokomoce (chůze poklus rychlyacute běh a sprint) na přiacutemyacutech tratiacutech byl
nalezen trend ve zpomaleniacute se zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenostiacute To je zřejmě způsobeno tiacutem že
se doba mezi faacuteziacute akcelerace a faacuteziacute brzděniacute při zkracujiacuteciacute se vzdaacutelenosti snižuje trvaacuteniacute
potřebneacute rychlosti lokomoce je tedy relativně kratšiacute na kraacutetkyacutech tratiacutech než na tratiacutech
dlouhyacutech
Na nepřiacutemyacutech tratiacutech se pohybovaly rychlosti lokomoce v rozmeziacutech 146 ndash 156 m
s-1
při chůzi 212 ndash 228 m s-1
při poklusu 316 ndash 334 m s-1
při rychleacutem běhu a 400 ndash
418 m s-1
při sprintu Jisteacute rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem
byly nalezeny v konzistenci jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů
dosaženyacutech na 125 metrovyacutech uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostiacute kategorii a daneacute
vzdaacutelenosti Vyacuteraznaacute zpomaleniacute při změnaacutech směru zejmeacutena pak u sprintu
pravděpodobně způsobily nižšiacute rychlost u nepřiacutemyacutech tratiacute a to navzdory relativně
stejneacutemu uacutesiliacute uacutečastniacuteka u obou typů tratiacute Stejně tomu bylo i u Gray et al (2010) Dalšiacute
rozdiacutely ve zkouškaacutech lokomoce provedenyacutech uacutečastniacutekem byly nalezeny v konzistenci
jejiacute rychlosti Ta byla vyjaacutedřena variabilitou časů (CV) dosaženyacutech na 125 metrovyacutech
uacuteseciacutech při lokomoci v daneacute rychlostniacute kategorii a daneacute vzdaacutelenosti S vyacutejimkou
nepřiacutemeacute tratě na 25 m se u všech ostatniacutech tratiacute variačniacute koeficient zvyšoval se zvyšujiacuteciacute
se rychlostiacute lokomoce Nejvyššiacute konzistence rychlosti lokomoce bylo dosaženo při
chůzi (CV 17 ndash 27) nejnižšiacute naopak při sprintu (CV 256 ndash 1561) Možnyacutem
39
vysvětleniacutem by mohl byacutet fakt že se při vyššiacute rychlosti lokomoce zvyšuje rozdiacutel mezi
prvniacutem mezičasem kdy dochaacuteziacute obvykle k akceleraci a dalšiacutemi mezičasy kdy je
dosaženo relativně staacuteleacuteho tempa lokomoce Tyto vyacuteše uvedeneacute rozdiacutely mezi tratěmi je
třeba braacutet v uacutevahu při posuzovaacuteniacute vyacutesledků protože nemůžeme s jistotou tvrdit že
podmiacutenky byly pro všechny tratě stejneacute
Nicmeacuteně vyacuteše uvedeneacute uacutedaje o intervalech průměrnyacutech naměřenyacutech rychlostiacute
lokomoce uacutečastniacuteka vyacutezkumu jak na přiacutemyacutech tak nepřiacutemyacutech tratiacutech potvrdily rozdiacutely
v dosaženeacute rychlosti mezi jednotlivyacutemi kategoriemi lokomoce a tiacutem takeacute platnost
vyacutesledků ověřovaacuteniacute přesnosti měřeniacute vzdaacutelenosti přiacutestroje GPS v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce
62 Validita přiacutestroje GPS Polar G3
Vyacuteznamneacute zjištěniacute praacutece zejmeacutena pak pro uživatele GPS Polar G3 se tyacutekaacute vnitřniacuteho
mechanismu fungovaacuteniacute přiacutestroje V počiacutetačoveacutem programu Polar ProTrainer jsme totiž
zjistili že GPS senzor začiacutenaacute počiacutetat uběhnuteacute metry až po 31-35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu ačkoliv trajektorie pohybu je zaznamenaacutevaacutena již od sameacuteho začaacutetku Tento
zvlaacuteštniacute rozpor poteacute způsoboval že zkoušky kratšiacute než 31 vteřin nebyly v metrech
vůbec zaznamenaacuteny přestože byla v teacutemže programu viditelnaacute trajektorie daneacuteho
uacuteseku Podobnyacute probleacutem avšak ne tak vyacuteraznyacute byl zjištěn i na konci pohybu neboť
uběhnuteacute metry byly přičiacutetaacuteny ještě několik vteřin po jeho skončeniacute Na tyto chyby jež
mohou ovlivnit vyacuteslednou vzdaacutelenost i o několik desiacutetek metrů byl braacuten zřetel při všech
měřenyacutech uacuteseciacutech Uacutečastniacutek se tedy musel začiacutet pohybovat až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute
zaacuteznamu a po skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom
na miacutestě
Co se tyacutekaacute samotnyacutech vyacutesledků měřeniacute bylo zjištěno že GPS senzor u delšiacutech
přiacutemyacutech tratiacute (100 m a 75 m) při vyššiacutech rychlostech naměřeneacute vzdaacutelenosti
nadhodnocoval zatiacutemco u nižšiacutech rychlostiacute došlo naopak k podhodnoceniacute To je
čaacutestečně v souladu s Gray et al (2010) kde však byly nadhodnoceny přiacutemeacute tratě u
všech rychlostiacute Vyacuterazně menšiacute nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute na přiacutemyacutech tratiacutech (˂ 05)
zaznamenal MacLeod et al (2009) v jeho metodice však přiacutemaacute trať zahrnovala změnu
směru ndash otočeniacute o 180deg Nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute u přiacutemyacutech tratiacute může byacutet způsobeno
40
tiacutem že jednotliveacute polohoveacute body nemůžou vždy přesně kopiacuterovat danou přiacutemku a tak je
při součtu rozdiacutelů mezi nimi trať nepatrně delšiacute Jak udaacutevaacute Wormley (2007) celkovaacute
horizontaacutelniacute chyba může dosaacutehnout až 102 metru a vertikaacutelniacute dokonce 128 metru Je
však důležiteacute zmiacutenit že ani tyto chyby nemusiacute miacutet na vyacuteslednou vzdaacutelenost rozhodujiacuteciacute
vliv neboť se mohou navzaacutejem vyrušit Je takeacute otaacutezkou do jakeacute miacutery byl uacutečastniacutek při
vysokyacutech rychlostech schopen udržet svůj pohyb v přiacutemce nevelkeacute vyacutekyvy do stran
mohou byacutet v součtu rovněž přiacutečinou nadhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute i když spiacuteše v řaacutedu
decimetrů nikoliv metrů jak tomu bylo u 100 m trati při sprintu U 75 m tratě bylo
naviacutec zjištěno že se s vyššiacute rychlostiacute zvyšovala takeacute naacutehodnaacute chyba ndash od plusmn 0 při chůzi
až po plusmn 12 při sprintu
U přiacutemyacutech tratiacute na 50 a 25 metrů došlo u všech rychlostiacute k podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Jennings et al (2010) zaznamenal na kraacutetkyacutech tratiacutech vyacuterazneacute podceněniacute u
sprintu a to zejmeacutena u přijiacutemače s 1 Hz frekvenciacute Castellano Casamichana Calleja-
Gonzaacuteles San Romaacuten a Ostojic (2011) zaznamenaly rovněž podceněniacute na kraacutetkyacutech
tratiacutech (15 a 30 metrů) při sprintu jineacute rychlosti lokomoce zde nebyly prověřeny
V našem přiacutepadě se o vyacuteraznějšiacutem vlivu některeacute z rychlostiacute na přesnost měřeniacute kraacutetkyacutech
tratiacute nedaacute hovořit neboť nebyl nalezen žaacutednyacute trend systematickeacute chyby vzhledem
k rychlosti lokomoce I když na 50 m trati by zjištěn stejně jako u 75 m trati vliv
rychlosti lokomoce na velikost naacutehodneacute chyby měřeniacute ta byla v rozsahu plusmn 2 při chůzi až
po plusmn 323 při sprintu Jennings et al (2010) takeacute zjistil že na přesnost měřeniacute majiacute vliv
změny rychlosti Vzdaacutelenost měřenaacute po akceleraci (20 ndash 40 m) byla mnohem přesnějšiacute
než faacuteze akcelerace (0 ndash 20 m) To by mohlo vysvětlovat menšiacute přesnost měřeniacute
vzdaacutelenostiacute u kraacutetkyacutech tratiacute jelikož je při nich faacuteze akcelerace vzhledem k jejich
celkoveacute deacutelce mnohem delšiacute Špatnaacute přesnost GPS pro posouzeniacute vzdaacutelenostiacute u
kraacutetkyacutech tratiacute může byacutet způsobena takeacute niacutezkyacutem počtem vytvořenyacutech polohovyacutech bodů
(fixů) v průběhu tratě zejmeacutena pak u vyššiacutech rychlostiacute Zatiacutemco na 100 m trati mohlo
byacutet v jejiacutem průběhu GPS přiacutestrojem při chůzi vytvořeno zhruba 60 polohovyacutech bodů
(vytvaacuteřeniacute polohy po jedneacute vteřině) na 25 m trati se jich při stejneacute rychlosti vytvořiacute
pouze okolo 16-ti Zajiacutemaveacute však je že na 25 m trati byla zaznamenaacutena nejmenšiacute
systematickaacute chyba měřeniacute při sprintech (-28 m) kde se polohovyacutech bodů vytvořiacute
zdaleka nejmeacuteně (4-5) U žaacutedneacute z přiacutemyacutech tratiacute se tak nepotvrdilo tvrzeniacute Portase
(2007) že se průměrnaacute chyba odhadu vzdaacutelenostiacute zvyšuje s rostouciacute intenzitou pohybu
41
U nepřiacutemyacutech tratiacute došlo ve všech přiacutepadech k vyacuterazneacutemu podhodnoceniacute naměřeneacute
vzdaacutelenosti Předchoziacute studie zkoumajiacuteciacute validitu GPS ukaacutezaly chybu v obou směrech
jak podhodnoceniacute vzdaacutelenostiacute (Gray et al 2010 Coutts amp Duffield 2010) tak jejich
nadhodnoceniacute (MacLeod et al 2009) Systeacutemovyacute vliv rychlosti lokomoce byl nalezen u
100 m a 50 m tratiacute kde se s vyššiacute rychlostiacute lokomoce snižovala systematickaacute chyba
měřeniacute (s vyacutejimkou sprintu na 50 m trati) Vliv rychlosti lokomoce byl u obou tratiacute
podpořen takeacute naacutehodnou chybou měřeniacute kteraacute se při zvyšujiacuteciacute se rychlosti lokomoce
snižovala Zajiacutemaveacute je že u Gray et al (2010) tomu bylo přesně naopak a přesnost
měřeniacute vzdaacutelenostiacute se s vyššiacute rychlostiacute snižovala To jen poukazuje na velkou rozdiacutelnost
mezi jednotlivyacutemi GPS přiacutestroji respektive jejich vnitřniacutemi algoritmy na kterou
upozorňujiacute takeacute Witte a Wilson (2004) Na tratiacutech 75 m a 25 m byl nalezen čaacutestečnyacute
vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute Naacutehodnaacute chyba měřeniacute se s vyššiacute rychlostiacute
lokomoce zvyšovala V systematickeacute chybě měřeniacute nebyl v zaacutevislosti na rychlosti
lokomoce nalezen na těchto tratiacutech žaacutednyacute trend Jedniacutem z důvodů podceněniacute nepřiacutemyacutech
tratiacute je zřejmě fakt že polohoveacute body nemohou přesně kopiacuterovat trať neboť jsou
vytvaacuteřeny v určityacutech rozestupech (zaacuteležiacute na frekvenci přijiacutemače) vyacuteslednaacute vzdaacutelenost
tratě je poteacute po spojeniacute jednotlivyacutech polohovyacutech bodů vždy kratšiacute než skutečnaacute
Teoreticky by tedy přijiacutemače s vyššiacute obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) ktereacute jsou již
běžně k dispozici měly sniacutežit podceněniacute vzdaacutelenostiacute To ve sveacute studii zmiňuje takeacute
Gray et al (2010) naviacutec přidaacutevaacute dalšiacute možnou přiacutečinu a tou je použitaacute metodika Ve
většině přiacutepadů jsou totiž nepřiacutemeacute tratě složeneacute z několika přiacutemyacutech uacuteseků se změnou
směru Při zařazeniacute tratiacute s obloukovyacutemi uacuteseky dochaacuteziacute při jejich překonaacutevaacuteniacute zvlaacuteště při
vyššiacutech rychlostech k naacuteklonu uacutečastniacuteka dovnitř zataacutečky Horniacute polovina těla kde je
upevněn i přijiacutemač poteacute uraziacute kratšiacute trasu než dolniacute polovina V našiacute praacuteci však byly
použity tratě s relativně malyacutem raacutediem oblouků Naviacutec i když byla středovaacute osa
nepřiacutemyacutech tratiacute asi o 12 kratšiacute než danaacute vzdaacutelenost došlo k podceněniacute až o 304 (25
m trať) Tyto vyacuteše zmiacuteněneacute důvody tak nemohou uspokojivě vysvětlit podceněniacute
nepřiacutemyacutech vzdaacutelenostiacute Vše tak směřuje k použiteacutemu GPS přiacutestroji respektive jeho
vnitřniacutem algoritmům a systeacutemu GPS nutno totiž připomenout že k miacuterneacutemu
podhodnoceniacute došlo takeacute u většiny tratiacute přiacutemyacutech Jak uvaacutediacute Conley (2006) poměr chyb
systeacutemu GPS je neznaacutemyacute a vždy zaacuteležiacute na hardwaru daneacuteho přijiacutemače
Celkoveacute vyacutesledky pro jednotliveacute tratě bez ohledu na rychlost ukaacutezaly přijatelnou
přesnost přijiacutemače pouze u přiacutemyacutech tratiacute na 100 m a 75 m Zaacuteroveň však u těchto tratiacute
42
můžeme vidět relativně velkou variabilitu naměřenyacutech vzdaacutelenostiacute mezi jednotlivyacutemi
rychlostmi lokomoce (916 ndash 113 m 73 ndash 834 m) To ukazuje na to že se chyby u
jednotlivyacutech rychlostiacute navzaacutejem vyrušily a bylo dociacuteleno dobreacute přesnosti GPS
přijiacutemače Ačkoliv se nabiacuteziacute že podobneacute vyrušeniacute chyb by mohlo fungovat i při použitiacute
GPS přijiacutemače pro měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech nikdy
nemůžeme vědět jakyacute bude poměr jednotlivyacutech rychlostiacute a trajektoriiacute pohybu
Z posledniacutech vyacutezkumů vypliacutevaacute že drtivaacute většina z překonaneacute vzdaacutelenosti v oblasti
sportovniacuteho treacuteninku a sportovniacutech her je při niacutezkyacutech intenzitaacutech (chůze a běh
s přiacutemyacutemi a nepřiacutemyacutemi trajektoriemi) proloženeacute kraacutetkyacutemi intervaly vysoce
intenzivniacuteho uacutesiliacute (Dawson Hopkonson Appleby Stewart amp Roberts 2004 Di Salvo
et al 2007 Rudkin amp OacuteDonoghue 2008) Ve skutečnosti je 70-75 (Di Salvo et al
2007) 80-88 (Dawson et al 2004) a dokonce 91 (Rudkin amp OacuteDonoghue 2008)
z celkoveacute překonaneacute vzdaacutelenosti ve fotbale australskeacutem fotbale respektive kriketu
straacuteveno v niacutezkeacute pohyboveacute intenzitě V našiacute praacuteci nebyla na rozdiacutel od Gray et al (2010)
v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech zjištěna dobraacute spolehlivost GPS přijiacutemače Uacutečastniacutek
překonal každou rychlostiacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech celkem 2500
metrů největšiacute chyba měřeniacute vzdaacutelenostiacute byla zjištěna praacutevě v niacutezkyacutech intenzitaacutech
pohybu (chůze 14 poklus 132) Proto lze předpoklaacutedat že při tak velkeacutem podiacutelu
niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzit a nepřiacutemyacutech pohybovyacutech trajektoriiacute jež jsou součaacutestiacute
sportovniacutech her by v přiacutepadě naacutemi použiteacuteho GPS přijiacutemače dochaacutezelo k vyacuterazneacutemu
podceněniacute vzdaacutelenostiacute Použitiacute GPS přijiacutemače se nabiacuteziacute spiacuteše pro tereacutenniacute sporty kde
sportovec překonaacutevaacute relativně rovneacute uacuteseky bez častyacutech změn směru jako jsou silničniacute
běhy cyklistika apod
Budouciacute vyacutezkum by se měl zaměřit na ověřovaacuteniacute validity GPS přijiacutemačů s vyššiacute
obnovovaciacute frekvenciacute (5 ndash 10 Hz) či dalšiacutemi vylepšeniacutemi (např zabudovanyacute
akcelerometr) ktereacute by mohly některeacute chyby minimalizovat a byacutet tak vyacuterazně přesnějšiacute
Daacutele by se mělo pokračovat v zjišťovaacuteniacute inter-reliability mezi GPS přiacutestroji protože se
ukazuje že i dva totožneacute přiacutestroje se můžou v měřeniacute vzdaacutelenostiacute lišit a to i o viacutece než
6 (Gray et al 2010 Petersen et al 2009)
Vzhledem ke všem vyacuteše zmiacuteněnyacutem chybaacutem GPS zůstaacutevaacute otaacutezkou do jakeacute miacutery je
použitiacute tohoto systeacutemu pro kvantifikaci překonaneacute vzdaacutelenostiacute hraacutečů sportovniacutech her
vhodneacute
43
Ve sportovniacute diagnostickeacute praxi musiacuteme počiacutetat na přiacutemyacutech tratiacutech se systematickou
a naacutehodnou chybou měřeniacute 11 plusmn 129 m na 100 m trati 17 plusmn 108 m na 75 trati -59 plusmn
20 m na 50 m trati a -57 plusmn 116 m na 25 m trati Na nepřiacutemyacutech tratiacutech dosahovala
systematickaacute a naacutehodnaacute chyba měřeniacute hodnot -169 plusmn 122 m na 100 m trati -12 plusmn 78 m
na 75 m trati -108 plusmn 98 m na 50 m trati a -76 plusmn 90 m na 25 m trati Vliv rychlosti
lokomoce na přesnost měřeniacute vzdaacutelenostiacute nebyl v našiacute praacuteci jednoznačně potvrzen zdaacute
se že rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze u delšiacutech vzdaacutelenostiacute Naviacutec
byly u některyacutech tratiacute nalezeny zcela opačneacute trendy v naacutehodneacute chybě měřeniacute Když však
sečteme naměřeneacute vzdaacutelenosti pro jednotliveacute lokomoce na přiacutemyacutech i nepřiacutemyacutech tratiacutech
(skutečnaacute vzdaacutelenost 2500 m) tak zjistiacuteme že přiacutestroj podhodnotil vzdaacutelenosti zejmeacutena
v niacutezkyacutech rychlostech lokomoce ndash při chůzi o 14 a při poklusu o 132 ve vyššiacutech
rychlostech lokomoce bylo podhodnoceniacute vzdaacutelenosti nižšiacute ndash 109 při rychleacutem běhu a
7 při sprintu Ve sportovniacutech hraacutech kde je velkyacute podiacutel nepřiacutemyacutech pohybů naviacutec
překonanyacutech v niacutezkyacutech pohybovyacutech intenzitaacutech je třeba počiacutetat s podhodnoceniacutem
vzdaacutelenostiacute i o viacutece než 10 Přijiacutemač GPS Polar G3 měřiacute nejpřesněji delšiacute tratě
s přiacutemou trajektoriiacute
44
7 ZAacuteVĚR
Praacutece shrnuje poznatky z literatury a internetovyacutech zdrojů o nejrozšiacuteřenějšiacutem
družicoveacutem polohoveacutem systeacutemu GPS Speciaacutelně se pak zaměřuje na možneacute chyby
systeacutemu při určovaacuteniacute polohy Tyto chyby se totiž projevujiacute takeacute při měřeniacute překonaneacute
vzdaacutelenosti a mohou způsobit jejiacute zkresleniacute A praacutevě ověřeniacute přesnosti měřeniacute
vzdaacutelenostiacute systeacutemem GPS bylo ciacutelem našiacute praacutece K dispozici jsme měli přiacutestroj GPS
Polar G3 od firmy Polar kteryacute pracuje s obnovovaciacute frekvenciacute 1 Hz
Vyacutesledky ukaacutezaly že GPS přiacutestroj je viacutece validniacute pro měřeniacute delšiacutech vzdaacutelenostiacute
překonanyacutech v přiacutemeacutem směru pohybu Přiacutestroj maacute přijatelnou validitu s limity shody
11 plusmn 129 m (11 plusmn 129) a 17 plusmn 108 m (23 plusmn 144) v přiacutepadě vzdaacutelenostiacute na 100
m respektive 75 m Avšak chyba se vyacuterazně zvyšuje při určovaacuteniacute vzdaacutelenostiacute na kratšiacutech
tratiacutech na 50 m a 25 m tratiacutech dosaacutehl limit shody hodnot -59 plusmn 20 m (-118 plusmn 40)
respektive -57 plusmn 116 (-228 plusmn 464) Daacutele vyacutesledky praacutece ukazujiacute spiacuteše na
podhodnoceniacute skutečneacute vzdaacutelenosti překonaneacute lokomociacute člověka na přiacutemyacutech tratiacutech a to
zejmeacutena u kratšiacutech vzdaacutelenostiacute
Pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute překonanyacutech lokomociacute člověka na nepřiacutemyacutech tratiacutech se musiacute
počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute Stejně jako u přiacutemyacutech tratiacute je přiacutestroj
GPS Polar G3 viacutece validniacute pro delšiacute vzdaacutelenosti Na 100 m trati byl zjištěn limit shody -
169 plusmn 122 m (-169 plusmn 122) a na 75 m trati -120 plusmn 78 m (-16 plusmn 104) U
vzdaacutelenostiacute na 50 m a 25 m byl limit shody -108 plusmn 98 m (-216 plusmn 196) respektive -
76 plusmn 90 m (-304 plusmn 36)
Vliv rychlosti lokomoce na přesnost měřeniacute nebyl jednoznačně prokaacutezaacuten Zdaacute se že
rychlost lokomoce ovlivňuje přesnost měřeniacute pouze na delšiacutech tratiacutech Naviacutec byl u
některyacutech tratiacute nalezen zcela opačnyacute trend v naacutehodneacute chybě měřeniacute
Vzhledem k pohyboveacutemu profilu hraacutečů sportovniacutech her kde se střiacutedajiacute pohyby různeacute
intenzity a trajektorie je třeba počiacutetat s vyacuteraznyacutem podhodnoceniacutem překonaneacute
vzdaacutelenosti Na zaacutekladě vyacutesledků se domniacutevaacuteme že by podhodnoceniacute vzdaacutelenosti
mohlo dosahovat viacutece než 10 Vyacuteslednaacute vzdaacutelenost by naviacutec mohla byacutet ovlivněna i
45
jednotlivyacutemi herniacutemi posty neboť pro každyacute herniacute post je typickaacute jinaacute trajektorie
pohybů
Většiacute validity měřeniacute překonaneacute vzdaacutelenosti by přiacutestroj GPS Polar G3 mohl
dosaacutehnout u sportů kde nedochaacuteziacute k častyacutem změnaacutem intenzity či směru pohybu jako
jsou silničniacute běhy cyklistika a podobně
Dalšiacute nemeacuteně důležitou informaciacute pro uživatele přiacutestroje GPS Polar G3 je fakt že
přiacutestroj začiacutenaacute měřit překonanou vzdaacutelenost až po 35 vteřinaacutech trvaacuteniacute zaacuteznamu a
s načiacutetaacuteniacutem metrů pokračuje i paacuter vteřin po skončeniacute pohybu Při nerespektovaacuteniacute tohoto
probleacutemu (před zahaacutejeniacutem pohybu se doporučuje stoj na miacutestě po dobu 35 vteřin a po
skončeniacute pohybu nechat zaacuteznam ještě několik vteřin běžet a staacutet při tom na miacutestě) může
byacutet vyacuteslednaacute vzdaacutelenost podceněna až o několik desiacutetek metrů
Jednou z největšiacutech vyacutehod systeacutemu GPS je bezpochyby jeho dostupnost GPS
přijiacutemačů pro turistiku či sport existujiacute desiacutetky a nejlevnějšiacute z nich si lze dnes pořiacutedit již
za několik stovek korun
46
8 SOUHRN
Ciacutelem teacuteto praacutece bylo ověřit validitu přiacutestroje GPS Polar G3 pro měřeniacute vzdaacutelenostiacute
s vyhliacutedkou jeho možneacuteho využitiacute pro diagnostiku ve sportovniacutech hraacutech Vyacutesledky
ukaacutezaly že GPS přiacutestroj Polar G3 naměřeneacute vzdaacutelenosti až na vyacutejimky podhodnocuje
zejmeacutena pak na nepřiacutemyacutech tratiacutech kratšiacutech vzdaacutelenostiacute Na zaacutekladě tohoto zjištěniacute se při
použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 pro analyacutezu překonaneacute vzdaacutelenosti ve sportovniacutech hraacutech
musiacute počiacutetat s podhodnoceniacutem vzdaacutelenostiacute o viacutece než 10
Naviacutec byl odhalen jeden z vnitřniacutech mechanismů přiacutestroje jenž může ovlivnit
vyacuteslednou vzdaacutelenost až o několik desiacutetek metrů ale ktereacutemu lze při dodrženiacute
jednoduchyacutech pokynů předejiacutet
Použitiacute přiacutestroje GPS Polar G3 se nabiacuteziacute spiacuteše pro turistiku či sporty kde nedochaacuteziacute
k častyacutem změnaacutem rychlosti lokomoce či trajektorie pohybu jako jsou silničniacute běhy
cyklistika apod
47
9 SUMMARY
The aim of this thesis was to verify the validity of the GPS Polar G3 device for
measuring distances with a view of the possible use for diagnostics in sports games
Results showed that the GPS Polar G3 device measured distances exceptions
underestimates especially on non-linear courses of shorter distances Based on this
finding must be calculated when using the GPS Polar G3 device for analysing of the
distance covered in sports games with the underestimation of distances by more than
10
In addition there was revealed one of the internal mechanism which can affect the
final distance of up to several tens of meters but which is observe to the simple
instrictions to avoid
Using the GPS Polar G3 device is preferable rather for hiking or sports where arenacutet
frequent changes of locomotion speed or trajectory such as road running cycling etc
48
10 REFERENČNIacute SEZNAM
Aughey R (2011) Increased high intensity activity in ellite Australian football final
matches International Journal of Sport Physiology and Performance 6 367-379
Aughey R J (2011) Applications of GPS technologies to field sports International
Journal of Sports Physiology and Performance 6 295-310
Buchheit M Mendez-Villanueva A Simpson B M amp Bourdon P C (2010)
Match running performance and fitness in youth soccer International Journal of
Sports Medicine 31(11) 818-825
Castellano J Casamichana D Calleja-Gonzaacuteles J San Romaacuten J amp Ostojic S M
(2011) Reliability and accuracy of 10 Hz GPS devices for short-distance exercise
Journal of Sports Science and Medicine 10 233-234
Conley R Cosentino R Kaplan E D Hegarty C J Leva J de Haag M et al
(2006) Performance of stand-alone GPS In E D Kaplan amp C J Hegarty (Eds)
Understanding GPS Principles and applications (2nd ed pp 301-378) Boston
MA Artech House inc
Cooper A L Page A S Wheeler B W Hillsdon M Griew P amp Jago R (2010)
Patterns of GPS measured time outdoors after school and objective physical activity
in English children the PEACH project International Journal of Behavioral
Nutrition and Physical Activity 7 1-9
Coutts A J amp Duffield R (2010) Validity and reliability of GPS devices for
measuring movement demands of team sports Journal of Science and Medicine in
Sport 13 pp 133-135
Coutts A J Quinn J Hocking J Castagna C amp Rampinini E (2010) Match
running performance in elite Australian Rules Football Journal of Science and
Medicine in Sport 13(5) 543-548
Čaacutebelka M (2008) Uacutevod do GPS Praha CITT Praha
Čadiacutek M (2001) Homepage GPS do ruky Retrieved 20 7 2013 from the World
Wide Web httpcadikposveteczschoolnm
Dawson B Hopkinson R Appleby B Stewart G amp Roberts C (2004) Player
movement patterns and game activities in the Australian Football League Journal of
Science and Medicine in Sport 7 278-291
49
Di Salvo V Baron R Tschan H Calderon Montero F J Bachl N amp Pigozzi F
(2007) Performance characteristics according to playing position in elite soccer
International Journal of Sports Medicine 28 pp 222-227
Duffield R Reid M Baker J amp Spratford W (2010) Accuracy and reliability of
GPS devices for measurement of movement patterns in confined spaces for court-
based sports Journal of Science and Medicine in Sport 13 523-525
Duncan M J Badland H M Mummery W K (2009) Applying GPS to enhance
understanding of transport-related physical activity Journal of Science amp Medicine
in Sport 12(5) 549-556
Edgecomb S J Norton K I (2006) Comparison of global positioning and computer-
based tracking systems for measuring player movement distance during Australian
Football Journal of Science and Medicine in Sport 9 25-32
Gray A J Jenkins D Andrews M H Taaffe D R amp Glover M L (2010)
Validity and reliability of GPS for measuring distance travelled in field-based team
sports Journal of Sports Sciences 28(12) 1319-1325
Hebenbrock M Due M Holzhausen H Sass A Stadler P amp Ellendorff F
(2005) A new tool to monitor training and performance of sport horses using global
positioning system (GPS) with integrated GSM capabilities Dtsch Tierarztl
Wochenschr 112(7) 262-265
Hrdina Z Paacutenek P amp Vejražka F (1995) Raacutedioveacute určovaacuteniacute polohy (Družicovyacute
systeacutem GPS) Praha ČVUT
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L J amp Aughey R J (2010)
Variability of GPS units for measuring distance in team sport movements
International Journal of Sports Physiology and Performance 5 565-569
Jennings D Cormack S Coutts A J Boyd L amp Aughey R J (2010) The validity
and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running
patterns International Journal of Sports Physiology and Performance 5 328-341
Kvapil J (2005) Kosmickyacute segment GPS a jeho budoucnost Aldebaran Bulletin
Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
wwwaldebaranczbulletin2005_02_gpsphp
Larsson P Burlin L Jakobsson E Henriksson-Larsen K (2002) Analysis of
performance in orienteering with treadmill tests and physiological field tests using a
differential global positioning system Journal of Sports Sciences 20(7) 529-535
50
Larsson P amp Henriksson-Larsen K (2005) Combined metabolic gas analyser and
dGPS analysis of performance in cross-country skiing Journal of Sports Sciences
23(8) 861-870
MacLeod H Morris J Nevill A amp Sunderland C (2009) The validity of a non-
differential global positioning system for assessing player movement patterns in field
hockey Journal of Sports Sciences 27(2) 121-128
Marek J amp Štěpaacutenek L (2009) Přesnost satelitniacuteho navigačniacuteho systeacutemu GPS a jeho
dostupnost v kritickyacutech podmiacutenkaacutech Perneracutes Contacts 4(3) 162-173
Misra P amp Enge P (2006) Global positioning system Signals measurement and
performance (2nd ed) Lincoln MA Ganga-Jamuna Press
Petersen C Pyne D Portus M amp Dawson B (2009) Validity and Reliability of
GPS Units to Monitor Cricket-Specific Movement Patterns International Journal of
Sports Physiology and Performance 4 381-393
Petersen C J Pyne D B Dawson B T Kellett A D amp Portus M R (2011)
Comparison of training and game demands of national level cricketers Journal of
Strength amp Conditioning Research 25(5) 1306-1311
Portas M D Harley J A Barnes Ch A amp Rush Ch J (2010) The validity and
reliability of 1-Hz and 5-Hz Global Positioning Systems for linear multidirectional
and soccer-specific activities International Journal of Sports Physiology and
Performance 5 448-458
Randers M B Mujika I Hewitt A Santisteban J Bischoff R Solano R
Zubillaga A Peltola E Krustrup P amp Mohr M (2010) Application of four
different football match analysis system A comparative study Journal of Sport
Sciences 28(2) 171-182
Rapant P (2002) Družicoveacute polohoveacute systeacutemy Ostrava VŠB ndash TU Ostrava
Rizos C (1999) 512 GPS Satellite surveying some considerations Factors
influencing the adoption of GPS for land survey applications Retrieved 18 12 2012
from the World Wide Web
httpwwwgmatunsweduausnapgpsgps_surveychap5512htm
Rudkin S T amp OacuteDonoghue P G (2008) Time-motion analysis of first-class cricket
fielding Journal of Science and Medicine in Sport 11 pp 604-607
Schutz Y amp Herren R (2000) Assessment of speed human locomotion using a
differential satellite global positioning system Medicine and Science in Sport and
Exercise 32 642-646
51
Steiner I Černyacute J (2006) GPS od A do Z (4th ed) Praha eNav s r o
Švaacutebenskyacute O Fixel J amp Weigel J (1995) Zaacuteklady GPS a jeho praktickeacute aplikace
Brno CERM sro
Šolc J (2010) GPS řešeniacute pro logistiku IT Systems 7-8 Retrieved 20 7 2013 from
the World Wide Web httpwwwsystemonlineczit-pro-logistikugps-reseni-pro-
logistikuhtm
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2000) High-precision satellite
positioning system as a new tool to study the biomechanics of human locomotion
Journal of Biomechanics 33(12) 1717-1722
Terrier P Ladetto Q Merminod B amp Schutz Y (2001) Measurement of the
mechanical power of walking by satellite positioning system (GPS) Medicine and
Science in Sports Exercise 33(11) 1912-1918
Townshend A D Worringham C J amp Stewart I B (2008) Assessment of speed
and position during human locomotion using nondifferential GPS Medicine and
Science in Sports and Exercise 40 124-132
Witte T H amp Wilson A M (2004) Accuracy of non-differential GPS for the
determination of speed over ground Journal of Biomechanics 37 1891-1898
Wormley S J (2010) GPS Errors amp estimating your receirveracutes accuracy Retrieved
28 12 2012 from the World Wide Web wwwedu-
observatoryorggpsgps_accuracyhtml
Internetoveacute odkazy
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiGPS
Anonymous (2013) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpcswikipediaorgwikiKruhovC3A1_rychlost
Anonymous (2007) Retrieved 18 12 2012 from the World Wide Web
httpwwwgpstymczvojenske_uzitiphp