Wenn Daten mit dem Positionsservice eines Gerätes erfasst werden, können Positionsinformationen aus unterschiedlichen Quellen wie GPS, Mobilfunknetzen, WLAN- oder Bluetooth-Verbindungen ermittelt werden. Die Genauigkeit dieser Quellen ist unterschiedlich und der Positionsservice des Geräts ist nicht immer zuverlässig. Für Personen, die eine Datenerfassung durchführen, die eine höhere Genauigkeit und zuverlässige Qualitätskontrolle erfordert, ist die Verwendung eines professionellen Empfängers bzw. eines Empfängers mit höchster Genauigkeit in der Regel die beste Option.
Hinweis:
Global Navigation Satellite System (GNSS) ist der allgemeine Oberbegriff für Navigationssatellitensysteme. GNSS-Empfänger können verschiedene Navigationssatellitensysteme verwenden, GPS-Empfänger hingegen nur das Navigationssatellitensystem namens GPS (Global Positioning System). Aufgrund der weiten Verbreitung von GPS-Empfängern wird der Begriff GPS als Oberbegriff in dieser Hilfe verwendet.
Ein GPS-Empfänger mit hoher Genauigkeit berechnet geographische Positionen präzise mithilfe der Informationen von GPS-Satelliten. Die Genauigkeit dieser Empfänger reicht von unter einem Meter bis zu einem Zentimeter, je nachdem, wie sie Satellitensignale verfolgen und verarbeiten können. GPS-Satellitensignale werden auf verschiedenen Frequenzen übertragen. Je mehr Frequenzen der GPS-Empfänger verwendet, und demzufolge, je mehr Signale er empfängt, desto höher ist dessen Genauigkeit. Dies gilt auch für GNSS: je mehr Systeme der Empfänger verwendet (und je mehr Signale er empfängt), desto genauer ist er. Heute sind mehrere Navigationssatellitensysteme verfügbar. In der Regel gilt jedoch, je genauer ein GPS-Empfänger ist, desto teurer und schwieriger ist sein Transport im Außendienst. Sie können die Genauigkeit Ihrer Positionsinformationen durch differentielle Datenkorrekturen verbessern, die weiter unten in diesem Thema erläutert werden.
Es sind viele GPS-Empfänger auf dem Markt erhältlich, die jedoch nicht alle direkt mit Collector verwendet werden können. Um einen GPS-Empfänger mit Collector zu verwenden, muss der Empfänger die Ausgabe von NMEA 0183-Sätzen unterstützen. NMEA ist der Datenspezifikationsstandard, den Collector für die Kommunikation mit GPS-Empfängern verwendet. NMEA-Meldungen enthalten Datenzeilen, die als Sätze bezeichnet werden. Collector leitet GPS-Informationen wie Längengrad, Breitengrad, Höhe und Fix-Typ ab, indem bestimmte Sätze in NMEA-Meldungen gelesen werden. Weitere Informationen sowie Details zu den NMEA-Sätzen, die Collector verwendet, zu den unter iOS unterstützten Empfängern und zu den von Esri für Tests eingesetzten GPS-Empfängern finden Sie unter Unterstützung für GPS-Empfänger.
Tipp:
Die meisten GPS-Empfänger mit hoher Genauigkeit unterstützen die von Collector verwendeten NMEA-Sätze; es empfiehlt sich jedoch, in den Anleitungen des Empfängers zu überprüfen, ob Ihr Empfänger diese NMEA-Sätze unterstützt, bevor Sie eine Verbindung mit Collector herstellen.
Nicht alle Empfänger, die die Ausgabe von NMEA-Sätzen unterstützen, sind standardmäßig zu diesem Zweck konfiguriert. In den Anleitungen zum Gerät sollte die Konfiguration für die Ausgabe von NMEA erläutert sein.
Nachdem Sie einen Empfänger ausgewählt haben, müssen Ihre Datenerfasser ein Positionsprofil verwenden, um das Koordinatensystem der Daten des Empfängers festzulegen und eine Datumstransformation auf die Daten anzuwenden, falls diese erforderlich ist. Wenn Sie differentielle Korrekturen verwenden und die bereitgestellte Position sich in einem von Ihrer Karte abweichenden Koordinatensystem befindet, müssen Sie Ihren Datenerfassern Datumstransformationsinformationen zur Verfügung stellen. Weitere Informationen finden Sie unter Datumstransformationen weiter unten in diesem Thema. Um qualitativ hochwertige Daten zu gewährleisten, sollten Sie für Ihre Datenerfasser außerdem in der App die erforderliche Genauigkeit festlegen, und angeben, ob ein Konfidenzniveau von 95 Prozent erforderlich ist, ob sie die GPS-Mittelwertberechnung aktivieren sollten, und falls ja, wie viele Positionen für die Mittelwertberechnung bereitgestellt werden sollen.
Differentielle Korrekturen
Um die Genauigkeit Ihrer Positionen zu verbessern, können Sie einen GPS-Empfänger verwenden, der differentielle Korrekturen unterstützt. Mit der Methode der differentiellen Korrekturen wird die Genauigkeit weiter verbessert, indem Referenzpositionen genutzt werden, die auch als Basisstationen bezeichnet werden. Eine Referenzposition ist ein anderer GPS-Empfänger, der sich an einer bekannten Position befindet. Die Referenzstation schätzt seine Position basierend auf Satellitensignalen und vergleicht diese geschätzte Position mit der bekannten Position. Der Unterschied zwischen diesen Positionen wird auf die geschätzte GPS-Position angewendet, die vom GPS-Empfänger des Benutzers (auch als Rover bezeichnet) berechnet wird, um eine genauere Position zu erhalten. Der Empfänger des Benutzers muss sich innerhalb einer bestimmten Entfernung von der Referenzstation befinden, damit differentielle Korrekturen durchgeführt werden können. Differentielle Korrekturen können im Außendienst in Echtzeit oder bei der Nachbearbeitung der Daten im Büro angewendet werden
Differentielle Korrekturen können von öffentlichen oder kommerziellen Quellen bereitgestellt werden. Eine der am häufigsten verwendeten und öffentlich zugänglichen Echtzeit-Korrekturquellen ist das Satellite Based Augmentation System (SBAS), das in den USA auch häufig als Wide Area Augmentation System (WAAS) bezeichnet wird. SBAS kann kostenlos verwendet werden, Ihr GPS-Empfänger muss jedoch Korrekturmeldungen im Format Radio Technical Commission for Maritime Services (RTCM) annehmen können. Die Verwendung kommerzieller Korrekturservices erfordert in der Regel eine Subskription und kann auch den Kauf eines bestimmten Typs von GPS-Empfänger erfordern, der diese Korrektursignale empfangen kann. Weitere Informationen finden Sie im Artikel Differential GPS Explained unter ArcUser Online.
Datumstransformationen
Die von Ihrem Empfänger bereitgestellten Positionen können sich in einem anderen Koordinatensystem befinden als die Karte, die Sie in Collector verwenden. Sollte dies der Fall sein, verwenden Sie eine Datumstransformation, um die Genauigkeit Ihrer Daten beizubehalten.
Wenn Sie eine Position aus einem GPS empfangen und sie zum Hinzufügen oder Aktualisieren eines Features verwenden, liegt diese Position in Form von geographischen Daten vor, die auf ein geographisches Koordinatensystem (GCS) verweisen. Ein GCS umfasst ein Winkelmaß, einen Nullmeridian und ein Datum, das auf einem Sphäroid basiert. Ihre Karte verfügt außerdem über ein Koordinatensystem, das durch die von ihm verwendete Grundkarte bestimmt wird und ein GCS oder ein projiziertes Koordinatensystem (PCS) sein kann. Wenn die Position und die Karte unterschiedliche Koordinatensysteme aufweisen, muss die hinzugefügte oder aktualisierte Position transformiert werden, damit sie mit dem Koordinatensystem der Karte übereinstimmt. Dieser Konvertierungsprozess wird als Datumstransformation bezeichnet. Obwohl es sowohl horizontale als auch vertikale Datumstransformationen gibt, unterstützt Collector lediglich horizontale Transformationen.
Da alle Koordinaten, Karten, Feature-Services und Datenbanken über Koordinatensysteme verfügen, sollte(n) eine (oder mehrere) Datumstransformation(en) jedes Mal dann durchgeführt werden, wenn Ihr Koordinatensystem nicht mit dem Koordinatensystem übereinstimmt, in dem die Daten verwendet werden: zwischen dem GPS und der Karte, der Karte und dem Feature-Service oder dem Feature-Service und der Geodatabase. Jede Datumstransformation führt zu Fehlern in Ihren Positionen. Durch Auswahl des richtigen Koordinatensystems für Ihre Karte, Feature-Services und Datenbanken können Sie die Anzahl der Transformationen und der jeweils auftretenden Fehler beschränken. Weitere Informationen zu dem durch verschiedene Transformationen eingeführten Fehler finden Sie unter Tabellen zu geographischen und vertikalen Transformationen mit ArcGIS.
Hinweis:
Wenn die Koordinatensysteme nicht übereinstimmen und keine Datumstransformation erfolgt, werden die Daten so verwendet, wie sie bereitgestellt werden. Demzufolge ist deren Position nicht auf die Positionen anderer bereits vorhandener Daten ausgerichtet. Entsprechend werden falsche Positionen angezeigt, wenn Sie die falsche Datumstransformation bereitstellen.
In Collector können Datenerfasser vor dem Erfassen ein Positionsprofil erstellen und angeben, welche spezifische Datumstransformation zu verwenden ist. Beim Erstellen eines Positionsprofils werden das Koordinatensystem der GPS-Daten und der Karte angegeben. Benutzern werden basierend auf diesen Informationen nur relevante Transformationsmethoden präsentiert, wobei die empfohlene Methode zuerst aufgeführt ist. Als Kartenautor sollten Sie Ihren Datenerfassern die Koordinatensysteme des GPS und der Karte zur Verfügung stellen und die zu verwendende Transformationsmethode angeben.
Wenn Sie eine der von Esri in ArcGIS Online bereitgestellten Grundkarten verwenden, befindet sich diese im Koordinatensystem "WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere) [WGS84]". Entsprechend ist WGS84 das Standardkoordinatensystem für GPS-Daten, die in Collector empfangen werden. Wenn Sie eine ArcGIS Online-Grundkarte und den Standardpositionsanbieter verwenden, sind in Collector keine Datumstransformationen erforderlich.