Catapult 基础知识：为什么要使用 GPS 跟踪技术？

Catapult 基础知识系列将向您介绍我们技术背后的科学原理，解释运动科学概念和原理，并探讨如何利用运动员监控系统提高团队和运动员的表现。

基于全球定位系统的技术被广泛应用于体育运动中，为成绩监测提供支持。 对运动员和教练员有何益处？?

基本情况

在最基本的层面上，GPS 接收机通过对绕地球运行的 GPS 卫星发出的信号进行计时来计算位置。

每颗卫星都在不断地传输信息，其中包括传输时间和卫星当时的位置，接收机利用这些信息，通过光速计算出与每颗卫星的距离。接收器利用这些距离和卫星位置计算出接收器在某一特定时间点的位置，这一过程被称为 "三坐标法"。

随着时间的推移，物体（或运动员）的位置会发生变化，通过定期重复这一过程，可以绘制出物体（或运动员）的运动曲线（以及位移/距离）。由于同时传输时间戳，因此可以用速度曲线来表示相对于时间的移动距离。这就是全球定位系统使我们能够分析球员在训练和比赛中移动情况的基础。  

惯性测量

虽然速度和方向信息对基本的速度和距离计算很有用、 Catapult GPS 设备还包含许多惯性传感器，使从业人员能够对运动员进行更详细的监测。

这些惯性传感器包括一个加速计（测量加速度和力）、一个陀螺仪（测量旋转）和一个磁力计（测量身体方向）。所有三个传感器都能收集三个轴或方向的数据，从而绘制出运动员动作和行动的灵敏 "地图"。Catapult 技术还可与心率数据相结合，提供量化内部负荷的方法。

加速计

加速度计对于识别许多运动动作（如跳跃或擒拿）以及了解可能导致小动作的大加速度特别有用。

弹射器使用三轴加速度计（上/下、前/后和侧向），只有几毫米大小，以 10,000 Hz 的频率测量加速度，并以 100 Hz 的频率记录（每秒 100 次）。

陀螺仪

陀螺仪测量围绕三个轴（冠状面、额面和矢状面）的旋转。陀螺仪和加速度计数据的结合使我们能够比单独使用一种传感器更精确地描绘出运动员的动态运动。通过这种方式结合数据，GPS 设备现在能够对运动员的运动进行更详细的分析。

弹弓装置包含三轴陀螺仪（三个轴分别为偏航、俯仰和滚动），能以 100 Hz 的频率收集数据。这对检测旋转速度特别有用，例如，可用于监测板球击球或棒球投球时肩部的旋转速度。

磁力计

从本质上讲，磁强计是一种电子罗盘，有助于了解与磁北有关的方位。在运动员监测方面，磁强计提供有关方向和方位的信息，帮助从业人员了解关键动作（如方向变化）的数量。

Catapult 设备有三个轴的磁力计，测量频率为 100 Hz，为我们的性能数据增加了一个额外的层次。

优化性能

全球定位系统接收器和惯性传感器的组合创造了一个功能强大的运动员监测工具，确保关键性能决策始终得到客观数据的支持。

全球定位系统技术可以帮助从业人员量化运动员的运动需求和运动强度，是成绩评估、伤病康复和训练周期安排等工作的核心。全球定位系统有助于更好地了解团队和个人的表现，是教练和运动科学家在降低受伤风险和为团队备战比赛时最重要的工具之一。

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