Vorbereiten auf die Datenerfassung mit hoher Genauigkeit

Die erforderliche Genauigkeit bei der Positionserfassung hängt von Ihrem aktuellen Projekttyp ab.

Bei einigen Projekten, z. B. bei einer Map Tour, mögen Punkte in der Nähe einer Landmark ausreichend Informationen liefern. Bei anderen Projekten wiederum, z. B. beim Asset-Management, darf die erfasste Position nur wenige Zentimeter von der tatsächlichen Position abweichen.

Wenn eine Position mit dem Positionsservice eines Geräts erfasst wird, 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. Bei Datenerfassungen, die eine höhere Genauigkeit und zuverlässige Qualitätskontrolle erfordern, ist die Verwendung eines hochwertigen Empfängers bzw. eines Empfängers mit hoher Genauigkeit in der Regel die beste Option.

Hinweis:

Eine Einführung in die Grundlagen der Datenerfassung mit hoher Genauigkeit erhalten Sie in der folgenden Episode des Field Notes-Podcasts: Covering the basics of high-accuracy data collection (12 Minuten).

Global Navigation Satellite System (GNSS) ist der allgemeine Oberbegriff für Navigationssatellitensysteme. GNSS-Empfänger können verschiedene Navigationssatellitensysteme verwenden, GPS-Empfänger hingegen nur das Navigationssatellitensystem GPS (Global Positioning System). Aufgrund der weit verbreiteten Verwendung des Begriffs "GPS" für beide Arten von Empfängern wird "GPS" in dieser Hilfe als Oberbegriff 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 je mehr Signale er folglich empfängt – desto höher ist die Genauigkeit. Dies gilt auch für GNSS: Je mehr Systeme der Empfänger verwendet (und je mehr Signale er empfängt), desto höher ist die Genauigkeit. Es sind mehrere Navigationssatellitensysteme verfügbar. In der Regel gilt jedoch: Je genauer ein GPS-Empfänger ist, desto teurer ist er, und desto schwieriger ist sein Transport im Außendienst.

Auswählen eines Empfängers

AppStudio kann das geräteinterne GPS nutzen, oder Sie können einen externen GPS-Empfänger hinzufügen, um Daten mit hoher Genauigkeit zu erhalten. Es sind viele GPS-Empfänger erhältlich, die jedoch nicht alle direkt mit AppStudio verwendet werden können. Um einen GPS-Empfänger mit AppStudio zu verwenden, muss der Empfänger die Ausgabe von NMEA-Sätzen unterstützen.

Um die Positionsgenauigkeit zu verbessern, können Sie einen GPS-Empfänger verwenden, der differenzielle Korrekturen unterstützt. Bei Verwendung eines iOS-Geräts müssen Sie auch einen unter iOS unterstützten GPS-Empfänger verwenden. Esri veröffentlicht zwar keine Liste mit unterstützten GPS-Empfängern für Android oder Windows, doch es gibt eine Liste mit Empfängern, die bei Tests unter Android und Windows verwendet wurden.

Tipp:

Die meisten GPS-Empfänger mit hoher Genauigkeit unterstützen die von AppStudio verwendeten NMEA-Sätze. Es empfiehlt sich jedoch, in der Bedienungsanleitung des Empfängers zu überprüfen, ob der Empfänger NMEA-Sätze unterstützt, bevor Sie eine Verbindung mit AppStudio herstellen.

NMEA-Unterstützung

NMEA 0183 ist der Datenspezifikationsstandard, den AppStudio für die Kommunikation mit GPS-Empfängern verwendet. NMEA-Meldungen enthalten Datenzeilen, die als Sätze bezeichnet werden. AppStudio leitet GPS-Informationen wie Längengrad, Breitengrad, Höhe und Fix-Typ ab, indem bestimmte Sätze in NMEA-Meldungen gelesen werden.

AppStudio unterstützt NMEA 4.00 und 4.10. Die folgenden NMEA-Sätze können gelesen werden:

• GGA: Time, position, and fix related data
• GSA: GNSS DOP and active satellites
• GSV: GNSS satellites in view
• RMC: Recommended minimum specific GNSS data
• VTG: Course over ground and ground speed
• GST: GNSS pseudorange error statistics

Wenn AppStudio GST-Sätze empfängt, die Genauigkeitsinformationen für eine bestimmte Koordinate enthalten, werden diese zur Ermittlung der Genauigkeit verwendet. Die horizontalen und vertikalen Genauigkeitszahlen werden in RMS (Root Mean Square) angegeben. Das Konfidenzniveau, das RMS verwendet, beträgt 63 bis 68 Prozent für horizontale Genauigkeit und 68 Prozent für vertikale Genauigkeit.

Geschätzte Genauigkeit

Wenn AppStudio keinen GST-Satz, sondern einen GSA-Satz von einem GPS-Empfänger empfängt, schätzt AppStudio die Genauigkeit mittels HDOP (Horizontal Dilution of Precision) und VDOP (Vertical Dilution of Precision). Die geschätzte horizontale Genauigkeit wird durch die Multiplikation von HDOP mit 4,7 und die geschätzte vertikale Genauigkeit durch die Multiplikation von VDOP mit 4,7 berechnet.

Differenzielle Korrekturen

Um die Positionsgenauigkeit zu verbessern, können Sie einen GPS-Empfänger verwenden, der differenzielle Korrekturen unterstützt. Mit der Methode der differentiellen Korrektur wird die Genauigkeit weiter verbessert, indem Referenzpositionen verwendet 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 (auch als Rover bezeichnet) berechnet wird, um eine genauere Position zu erhalten. Der Empfänger muss sich innerhalb einer bestimmten Entfernung von der Referenzstation befinden, damit differentielle Korrekturen durchgeführt werden können. Differenzielle Korrekturen können im Außendienst in Echtzeit oder bei der Nachbearbeitung der Daten im Büro angewendet werden.

Differenzielle 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. Die Verwendung von SBAS ist kostenfrei, jedoch muss es von dem GPS-Empfänger unterstützt werden. 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 unter Differential GPS Explained.

Unter iOS unterstützte GPS-Empfänger

Um eine direkte Verbindung zwischen einem Bluetooth-Empfänger und einem iOS-Gerät herzustellen, muss der Empfänger Teil des MFi-Programms sein und die Ausgabe von NMEA-Sätzen unterstützen. Die folgenden Empfänger können direkt mit AppStudio Player auf unterstützten iOS-Geräten verwendet werden.

Tipp:

Um die Version der Firmware zu ermitteln, die ein GPS-Empfänger verwendet, koppeln Sie den Empfänger mit einem Gerät, öffnen Sie die Einstellungen Allgemein > Info des Geräts, und tippen Sie auf den Namen des gekoppelten Empfängers.

• Bad Elf GNSS Surveyor, GPS Pro+, GPS Pro und GPS for Lightning Connector

  Für GNSS Surveyor und GPS Pro+ ist die Firmwareversion 2.1.40 oder höher erforderlich. Für GPS Pro ist die Firmwareversion 2.0.90 oder höher erforderlich. Für GPS for Lightning Connector ist die Firmwareversion 1.0.24 oder höher erforderlich.

• Eos Arrow Lite, Arrow 100, Arrow 200 und Arrow Gold: Firmwareversion 2.0.251 oder höher
• Garmin GLO und GLO 2

  GLO erfordert die Firmwareversion 3.00 oder höher und GLO 2 die Firmwareversion 2.1 oder höher.

  Von Garmin GLO bereitgestellte Genauigkeitswerte werden nicht mit derselben Häufigkeit wie Positionsdaten aktualisiert. Die Genauigkeit dieses Empfängers wird aus PDOP- und HDOP-Werten berechnet, die einmalig beim Hochfahren des Empfängers ausgegeben werden.

• Geneq SxBlue II und SxBlue III: Firmwareversion 2.0.251 oder höher
• Juniper Systems Geode
• Leica Zeno GG04 plus: Prozessor-Firmwareversion 1.0.20 oder höher
• Trimble R1, R2, R10 Model 2, R12, R12i und Catalyst DA2

  Für die Konfiguration des Empfängers müssen Sie den Trimble Mobile Manager verwenden. Verwenden Sie dazu nicht die Trimble-App GNSS Status.

Unter Android und Windows getestete GPS-Empfänger

AppStudio funktioniert mit jedem unter Android oder Windows unterstützten Empfänger, der NMEA 0183-Sätze ausgibt. Wenngleich Esri keine Geräte zertifiziert, wurden die folgenden aufgeführten Geräte verwendet:

Vorsicht:

Hierbei handelt es sich nicht um eine vollständige Liste aller mit AppStudio kompatiblen Geräte.

• Bad Elf GNSS Surveyor, GPS Pro und GPS Pro+
• Eos Arrow Lite, Arrow 100, Arrow 200 und Arrow Gold
• Garmin GLO¹, Garmin GLO 2¹

  Von Garmin GLO bereitgestellte Genauigkeitswerte werden nicht mit derselben Häufigkeit wie Positionsdaten aktualisiert. Die Genauigkeit dieses Empfängers wird aus PDOP- und HDOP-Werten berechnet, die einmalig beim Hochfahren des Empfängers ausgegeben werden.

• Geneq SxBlue II und SxBlue III²
• Juniper Systems Geode
• Leica GG03¹, GG04 und Zeno 20¹
• Trimble R1,R2, R8s¹, R10¹, R12¹, R12i¹ und Catalyst DA2¹

  Unter Windows wird die Trimble-App "GNSS Status" benötigt, um mit Trimble R1 oder R2 korrigierte Positionen zu empfangen. Unter Android ist für die Konfiguration eines Empfängers der Trimble Mobile Manager erforderlich.

  Beim Trimble R1-Empfänger für Windows kann AppStudio nicht auf differentielle GPS-Fixes mit RTX zugreifen. AppStudio kann jedoch eine Position mit autonomen GPS-Fixes sowie Positionen, die mit SBAS und lokalen Basisstationen über NTRIP korrigiert wurden, identifizieren.

  Beim Trimble R2-Empfänger für Windows kann AppStudio nicht auf Positionen zugreifen, die mit RTX oder lokalen Basisstationen über NTRIP korrigiert wurden. AppStudio kann nur auf autonome GPS-Fixes und mit SBAS korrigierte Positionen zugreifen.

  Beim Pairing des Trimble R10 mit Samsung Galaxy S5- und S7-Geräten sind Probleme aufgetreten.

¹ Nur Android

² Nur Windows

Konfigurieren eines Empfängers

Nicht alle Empfänger, die die Ausgabe von NMEA-Sätzen unterstützen, sind standardmäßig zu diesem Zweck konfiguriert. Anweisungen zur Konfiguration des Geräts für die Ausgabe von NMEA-Sätzen sind dem Benutzerhandbuch des Geräts zu entnehmen.

Herstellen der Verbindung zwischen einem Empfänger und einem Gerät

AppStudio unterstützt im Gerät integrierte Empfänger und externe Empfänger, die über Bluetooth verbunden sind. Wenn der Empfänger in das Gerät integriert ist, können Sie mit dem nächsten Abschnitt, , fortfahren. Falls Sie einen externen Empfänger verwenden, führen Sie diese Schritte aus, um ihn mit einem Gerät zu verbinden:

1. Überprüfen Sie, ob der GPS-Empfänger mit AppStudio kompatibel ist.

   Der Empfänger muss die Ausgabe von NMEA-Sätzen unterstützen und entsprechend konfiguriert sein. Weitere Informationen finden Sie unter Auswählen eines Empfängers und Konfigurieren eines Empfängers. Diese Anweisungen müssen abgeschlossen sein, bevor der Empfänger mit AppStudio verbunden wird.

2. Schalten Sie den Empfänger ein, und platzieren Sie ihn neben einem Gerät oder Computer.

   Wechseln Sie zu den Bluetooth-Einstellungen, und zeigen Sie die verfügbaren Geräte an. Warten Sie, bis der Name des Empfängers in der Liste angezeigt wird.

   Tipp:

   Wenn der Bluetooth-Empfänger nicht in der Liste angezeigt wird, stellen Sie sicher, dass er nicht mit einem anderen Gerät verbunden ist.

   • Um die Verbindung eines Empfängers mit einem iOS-Gerät zu trennen, tippen Sie in den Bluetooth-Einstellungen des Geräts auf die Schaltfläche "Informationen" neben dem Empfänger, dann auf Dieses Gerät ignorieren und zuletzt auf Gerät ignorieren.
   • Um die Verbindung eines Empfängers mit einem Android-Gerät zu trennen, tippen Sie in den Bluetooth-Einstellungen des Geräts auf die Schaltfläche "Einstellungen" neben dem Empfänger und dann auf Entkoppeln bzw. Ignorieren.
   • Um die Verbindung eines Empfängers mit einem Windows-Gerät zu trennen, tippen Sie in den Bluetooth-Einstellungen des Geräts auf den Namen des Empfängers, dann auf Gerät entfernen und zuletzt auf Ja.
3. Tippen Sie auf den Namen des Empfängers, um ihn mit dem Gerät zu koppeln.

Hinzufügen der Unterstützung für einen GPS-Empfänger zu Ihrer App

Um die Verwendung eines Empfängers mit hoher Genauigkeit in Ihre App zu integrieren, muss der Empfänger zunächst mittels DeviceDiscoveryAgent erkannt werden. Anschließend können Sie die erkannten Empfänger über DeviceListModel anzeigen lassen. Wenn der Empfänger mit Ihrer App verbunden ist, können Sie mit PositionSource die Position auf einer Karte anzeigen. Mit Position können Sie stattdessen Daten zur Positionsgenauigkeit wie Koordinaten, Genauigkeitsverschlechterung und den Zeitstempel anzeigen. Mit SatelliteInfoSource können Sie die angezeigten und verwendeten Satelliten erfassen und mit nmeaSource sowie ListView die empfangenen NMEA-Daten zurückgeben. Weitere Informationen zu diesen Komponenten finden Sie in den entsprechenden Abschnitten der API-Referenz unter ArcGIS.AppFramework.Devices und ArcGIS.AppFramework.Positioning.

In dem mit AppStudio bereitgestellten Beispiel "GNSS Info" sind alle Funktionen veranschaulicht. Um das Beispiel zu verwenden, führen Sie die folgenden Schritte aus:

1. Starten Sie ArcGIS AppStudio.
2. Klicken Sie auf Neue App.
3. Klicken Sie auf Beispiele, und führen Sie einen Bildlauf zum Beispiel GNSS Info durch.
   • Alternativ können Sie auf Alles durchsuchen klicken und GNSS Info eingeben.
4. Wählen Sie das Beispiel GNSS Info aus.
5. Geben Sie einen Titel ein.
6. Klicken Sie auf Erstellen.

   Doppelklicken Sie auf die Miniaturansicht der neu erstellten App, um sie auszuführen. Zum Bearbeiten der App wählen Sie sie in der Galerie aus und klicken im Seitenbereich auf Bearbeiten. Dadurch wird der Quellcode in Qt Creator geöffnet.

Möchten Sie für die App Installationsdateien erstellen, müssen Sie in den App-Einstellungen die Funktionen Position mit hoher Genauigkeit und Bluetooth aktivieren. Aktivieren Sie außerdem Position im Hintergrund, falls die App auch im Hintergrund Positionsinformationen aufzeichnen soll.

Wenn Sie Ihre App im Apple Store veröffentlichen möchten, müssen Sie eine Liste mit externem Zubehör von Drittanbietern (in diesem Fall GNSS-Empfänger) bereitstellen, das mit Ihrer App verwendet werden kann. Diese Liste kann in ArcGIS AppStudio auf der Registerkarte iOS im Fenster Einstellungen angegeben werden. Geben Sie die Zeichenfolgen für Geräte, die Ihre App unterstützen, im Feld Protokollzeichenfolgen von externem Zubehör ein. Damit Ihre App in die Whitelist eines externen Zubehöranbieters aufgenommen wird, senden Sie dem Anbieter per E-Mail die folgenden Informationen über Ihre App:

• App-Name
• Bundle-ID
• Versionsnummer der App
• Name des Entwicklers
• Geplantes Veröffentlichungsdatum
• Kategorie der App
• Beschreibung der App
• E-Mail-Adresse des Entwicklers

Im Gegenzug sendet Ihnen der Anbieter die Zeichenfolge, die Sie in den App-Einstellungen eingeben müssen.

Hinweis:

Wenn Sie die App in AppStudio Player verwenden, können für die App die folgenden Empfänger verwendet werden:

• Bad Elf (com.bad-elf.gps)
• Eos (com.eos-gnss.positioningsource)

Aufzeichnen einer NMEA-Protokolldatei für die Wiedergabe

Bei einem Außeneinsatz können Sie ein NMEA-Protokoll aufnehmen und dieses wiedergeben, wenn Sie wieder im Büro sind. So können Sie Ihren Kollegen im Innendienst Ihre Projekte vorführen, mit dem technischen Support zusammenarbeiten oder bei unerwartetem GNSS-Verhalten Fehlerbehebungsmaßnahmen durchführen.

Wenn Sie eine NMEA-Datei im GNSS Discover-Beispiel in AppStudio Player speichern möchten, müssen Sie zunächst sicherstellen, dass eine Verbindung zu einem externen Empfänger besteht. Sobald die Verbindung steht, können Sie mit der Aufnahme beginnen.

• Rufen Sie die Seite GNSS-Position – Status auf.
• Wechseln Sie zur Registerkarte Debuggen.
• Klicken Sie auf die Aufnahmeschaltfläche.

Während der Aufnahme können Sie die anderen Funktionen der App weiterhin verwenden. Wenn Sie die Navigation beendet haben, kehren Sie zur Registerkarte Debuggen zurück, und beenden Sie die Aufnahme.

Aufgezeichnete NMEA-Protokolldateien werden im Ordner ArcGIS/ArcGISAppStudioPlayer/Logs gespeichert.

Hinweis:

Unter Android befindet sich dieser Ordner am App-spezifischen Speicherort: Android/data/com.esri.appstudio.player/files/ArcGIS/ArcGIS AppStudioPlayer/Logs.

NMEA-Protokolle lassen sich in Survey123, in QuickCapture und mit dem GNSS Discover-Beispiel in AppStudio Player auf dieselbe Weise erfassen. Protokolle, die mit einer der genannten Apps erfasst wurden, können in allen dieser Apps verwendet werden.