Подготовка к сбору данных высокой точности

Точность, необходимая при сборе местоположений, зависит от типа рабочего проекта.

Для некоторых проектов, таких как туры по карте, точка, расположенная приблизительно около достопримечательностей, предоставляет достаточно информации. Для других проектов, таких как обслуживание оборудования, необходима точность в несколько сантиметров.

При сборе местоположений с помощью сервиса определения местоположения на устройстве информация о позиции может быть определена по различным источникам, таким как GPS, сотовые, Wi-Fi или Bluetooth сети. Точность различных источников отличается, а сервис местоположения источника также не всегда надежен. Для сбора данных с повышенной точностью и надежностью лучшим выбором будет использование профессионального или высокоточного GPS-приемника.

Примечание:

Вы также можете узнать об основах сбора данных высокой точности, прослушав следующий эпизод подкаста Field Notes: Основы сбора данных высокой точности (12 минут).

Global Navigation Satellite System (GNSS) является стандартом спутниковых навигационных систем. Приемники GNSS могут использовать различные системы спутниковой навигации, тогда как приемники GPS могут работать только с системой GPS (Global Positioning System (Глобальная система позиционирования)). Из-за широкого распространения использования термина GPS для обоих типов приёмников, в этой статье термин GPS используется в обобщенном смысле.

Высокоточный приемник GPS может вычислить достоверное географическое положение, используя данные со спутников GPS. Точность таких приемников варьируется в диапазоне от метра до сантиметра, в зависимости от способности отслеживания и обработки спутниковых сигналов. Спутниковые сигналы GPS передаются на различных частотах. Чем больше частот может принимать приемник GPS и, соответственно, чем больше сигналов, тем точнее определяется местоположение. Это также справедливо в отношении GNSS: чем больше систем использует приемник (чем больше сигналов он получает), тем точнее определяется местоположение. На сегодняшний день доступно несколько навигационных систем. Обычно чем точнее приемник GPS, тем он дороже и сложнее для работы в полевых условиях.

Выбор приёмника

AppStudio может использовать как встроенный приемник GPS, так и внешний, для получения данных высокой точности. На рынке доступно множество приемников GPS, однако не все они могут работать непосредственно с AppStudio. Чтобы использовать приемник GPS в AppStudio, он должен поддерживать выходные выражения NMEA.

Для повышения точности позиционирования можно воспользоваться приемником GPS, поддерживающим дифференциальную коррекцию. Если используется устройство с iOS, необходимо также использовать один из приемников GPS, поддерживаемых iOS. Хотя Esri не публикует список поддерживаемых GPS-приемников для Android или Windows, доступен список приемников, использовавшихся при тестировании на Android и Windows.

Подсказка:

Большинство высокоточных GPS-приемников поддерживают сообщения NMEA, которые используются в AppStudio; однако рекомендуется проверить в руководстве пользователя, поддерживает ли ваш приемник передачу сообщений NMEA, перед тем как подключать его к AppStudio.

Поддержка NMEA

NMEA 0183 – это стандарт данных, которые используются в AppStudio для получения информации от приемников GPS. Сообщения NMEA передаются в виде строк данных, которые называются выражениями. AppStudio извлекает GPS-информацию, такую как широта, долгота, высота и тип фиксации, считывая определенные выражения в сообщениях NMEA.

AppStudio поддерживает NMEA версий 4.00 и 4.10. Он может читать следующие выражения NMEA:

• GGA: данные, связанные с временем, положением и фиксацией
• GSA: GNSS DOP и активные спутники
• GSV: спутники GNSS в зоне видимости
• RMC: рекомендованные минимальные специфичные данные GNSS
• VTG: курс по поверхности земли и скорость относительно поверхности земли
• GST: GNSS статистика ошибки псевдодальности

Если AppStudio принимает выражения GST, которые содержат информацию о точности для отдельной координаты, он использует их для определения точности. По умолчанию значения горизонтальной и вертикальной точности указываются как среднеквадратичные значения (RMS). Уровень достоверности при использовании среднеквадратичного значения составляет от 63 до 68 процентов для горизонтальной точности и 68 процентов для вертикальной точности.

Ориентировочная точность

Если AppStudio не получает от приемника выражения GST, но получает выражение GSA, AppStudio оценивает точность с помощью погрешности по горизонтали (HDOP) и погрешности по вертикали (VDOP). Оценка точности по горизонтали вычисляется умножением HDOP на 4.7, оценка точности по вертикали – умножением VDOP на 4.7.

Дифференциальная коррекция

Для повышения точности позиционирования можно воспользоваться приемником GPS, поддерживающим дифференциальную коррекцию. Технология дифференциальной коррекции еще больше повышает точность с помощью опорных станций, которые также называются базовыми станциями. Опорная станция представляет собой GPS-приемник, установленный на известной позиции. Опорная станция определяет свое положение по спутниковым сигналам и сравнивает его с известным положением. Разница между этими положениями применяется к позиции, вычисленной GPS-приемником пользователя, также называемым рабочим приемником, что позволяет получить более точное позиционирование. Для выполнения дифференциальной коррекции приемник должен находиться на определенном расстоянии от опорной станции. Дифференциальная коррекция может применяться в реальном времени в поле или при последующей обработке данных в офисе.

Дифференциальная коррекция может поступать из общественных или коммерческих источников. Одним из наиболее часто используемых источников является общедоступная система реального времени Satellite-Based Augmentation System (SBAS), которая часто называется Wide Area Augmentation System (WAAS). SBAS можно использовать бесплатно, но GPS-приёмник должен её поддерживать. Использование коммерческих служб коррекции обычно требует наличия подписки, также может потребоваться определенный тип GPS-приемника, способного получать сигналы коррекции. Дополнительную информацию см. в разделе Differential GPS Explained.

Приемники GPS, поддерживаемые в iOS

Чтобы подключить приемник с Bluetooth к устройству iOS, приемник должен участвовать в программе MFi, а также поддерживать вывод данных в виде сообщений NMEA. Следующие приемники можно использовать непосредственно с AppStudio Player на поддерживаемых устройствах iOS.

Подсказка:

Чтобы узнать версию прошивки приемника GPS, необходимо подключить приемник к устройству, открыть настройки Общие > Об устройстве и выбрать название подключенного приемника.

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

  Для GNSS Surveyor и GPS Pro+ необходима версия прошивки 2.1.40 или более поздняя. GPS Pro требует версии прошивки не ниже 2.0.90. GPS for Lightning Connector необходима версия прошивки не ниже 1.0.24.

• Eos Arrow Lite, Arrow 100,Arrow 200 и Arrow Gold – версия прошивки 2.0.251 или более поздняя.
• Garmin GLO и GLO 2

  Для GLO требуется прошивка версии 3.00 или более новая, для GLO 2 – 2.1 или более новая.

  Значения точности, передаваемые Garmin GLO, не обновляются с той же скоростью, что и информация о местоположении. Точность на этом приемнике рассчитывается по значениям PDOP и HDOP, и они выводятся только один раз при запуске приемника.

• Geneq SxBlue II и SxBlue III – версия прошивки 2.251.0 или более новая.
• Juniper Systems Geode
• Leica Zeno GG04 plus – версия прошивки процессорной платы 1.0.20 или более новая.
• Trimble R1,R2, R10 Model 2, R12, R12i и Catalyst DA2

  Вам необходимо воспользоваться Trimble Mobile Manager для настройки вашего приемника. Не используйте приложение Trimble GNSS Status.

Приемники GPS, протестированные на Android и Windows

AppStudio работает с любым приемником, поддерживаемом Android или Windows, который выводит сообщения NMEA 0183. Хотя Esri не сертифицирует свои устройства, ниже приведен список использованных ими устройств:

Внимание:

Этот список не является исчерпывающим списком всех устройств, работающих с AppStudio.

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

  Значения точности, передаваемые Garmin GLO, не обновляются с той же скоростью, что и информация о местоположении. Точность на этом приемнике рассчитывается по значениям PDOP и HDOP, и они выводятся только один раз при запуске приемника.

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

  В Windows для получения скорректированных положений с помощью Trimble R1 или R2 требуется Trimble's GNSS Status. На Android для настройки приемника необходим Trimble Mobile Manager.

  С приемником Trimble R1 на Windows AppStudio не может получить доступ к дифференциальным GPS-поправкам с RTX. Однако AppStudio может получить местоположение с автономной фиксацией GPS, а также коррекцию SBAS и коррекцию с локальных базовых станций через NTRIP.

  С приемником Trimble R2 на Windows AppStudio не может получить местоположение с RTX или коррекцию с локальных базовых станций через NTRIP. AppStudio может получать только автономную фиксацию GPS и коррекцию SBAS.

  У команды разработчиков были проблемы с сопряжением Trimble R10 с устройствами Samsung Galaxy S5 и S7.

¹ Только Android

² Только Windows

Настройка приёмника

Не все приемники, поддерживающие выражения NMEA, настроены на их передачу сразу, как коробочное решение. В руководстве к устройству должно быть информация о том, как настроить на выходные сообщения NMEA.

Подключите приемник к устройству

AppStudio поддерживает встроенные приемники, а также внешние, подключающиеся через Bluetooth. Если приемник встроен в устройство, перейдите к следующему разделу. При использовании внешнего приемника выполните для его подключения к устройству следующие действия:

1. Убедитесь, что GPS-приёмник совместим с AppStudio.

   Приёмник должен поддерживать выходные выражения NMEA и быть настроен на их использование. См. Выбор приемника и Настройка приемника. Эти инструкции необходимо выполнить перед подключением приемника к AppStudio.

2. Включите приемник и разместите его рядом с устройством или компьютером.

   Перейдите к настройкам Bluetooth и посмотрите, какие устройства для него доступны. Подождите, пока название устройства появится в списке.

   Подсказка:

   Если приемник Bluetooth не появляется в списке, убедитесь, что он не подключен к другому устройству.

   • Чтобы отсоединить ваш приёмник от устройства iOS, в настройках Bluetooth устройства нажмите кнопку информации рядом с приемником, выберите Забыть это устройство и нажмите Забыть устройство.
   • Чтобы отсоединить приёмник от устройства Android, в настройках Bluetooth устройства нажмите кнопку настроек рядом с приемником и выберите Отменить сопряжение или Забыть.
   • Чтобы отсоединить приёмник Bluetooth от устройства Windows, в настройках Bluetooth устройства нажмите имя приёмника, выберите Удалить устройство и нажмите Да.
3. Нажмите имя приемника в списке, чтобы настроить пару с устройством.

Добавление поддержки GPS-приёмника в приложение

Чтобы интегрировать использование высокоточного приёмника в приложение, чначала надо найти устройство при помощи DeviceDiscoveryAgent. Затем можно использовать DeviceListModel для отображения найденных приемников. После подключения приемника к устройству, можно использовать PositionSource для отображения местоположения на карте, или Position, чтобы отобразить данные о точности местоположения, такие как координаты, уменьшение точности и временная метка. Используйте SatelliteInfoSource для получения отчета об используемых спутниках и о спутниках в зоне видимости, nmeaSource и ListView для возвращения полученных данных NMEA. Информация об этих компонентах находится в руководстве по работе с API, в разделах по ArcGIS.AppFramework.Devices и ArcGIS.AppFramework.Positioning.

Пример GNSS Info, поставляемый вместе с AppStudio, демонстрирует все эти возможности. Чтобы использовать этот пример, сделайте следующее:

1. Запустите ArcGIS AppStudio.
2. Щелкните Новое приложение.
3. Щелкните Примеры и перейдите к примеру GNSS Info.
   • Или щелкните Найти все и введите GNSS Info.
4. Выберите пример GNSS Info.
5. Введите заголовок.
6. Нажмите Создать.

   Чтобы запустить только что созданное приложение, дважды щелкните значок приложения в галерее. Чтобы редактировать приложение, выберите его в галерее и щелкните Редактировать на боковой панели, чтобы запустить исходный код в Qt Creator.

Если вы хотите создать установочные файлы для вашего приложения, необходимо включить функции Местоположение высокой точности и Bluetooth в настройках приложения. Также включите Фоновое местоположение, если вы хотите, чтобы приложение продолжало записывать информацию о местоположении при работе в фоновом режиме.

Если вы публикуете приложение в Apple store, необходимо предоставить список сторонних внешних аксессуаров (в данном случае приемников GNSS), которые поддерживаются вашим приложением. Этот список может предоставляться в ArcGIS AppStudio на вкладке iOS в окне Настройки. Введите данные устройств, поддерживающихся вашим приложением, в поле Записи протокола внешних аксессуаров. Чтобы приложение вошло в белый список производителя внешних устройств, необходимо связаться с ним и предоставить следующие сведения о приложении:

• Имя приложения
• ID пакета
• Номер версии приложения
• Имя разработчика
• Запланированная дата выпуска
• Категория приложений
• Описание приложения
• Email адрес разработчика

В свою очередь они отправят вам строку, которую необходимо ввести в настройки приложения.

Примечание:

Если вы используете приложение в AppStudio Player, белый список приемников приложения выглядит так:

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

Запись файла журнала NMEA для воспроизведения

При выходе на полевые работы вы можете записывать журнал NMEA, который можно воспроизвести при возвращении в офис. Это отлично подходит для демонстрации коллегам в помещении или для работы с технической поддержкой для устранения неожиданного поведения GNSS.

Для сохранения файла NMEA в образце GNSS Discover в AppStudio Player, сначала нужно проверить, что вы подключены к внешнему приемнику. После подключения вы готовы к записи.

• Перейдите на страницу статус местоположения GNSS.
• Переключитесь на вкладку Отладка.
• Нажмите кнопку записи.

Во время записи вы можете продолжать использовать другие функции приложения. Когда закончите перемещение, вернитесь на вкладку Отладка и остановите запись.

Записанные файлы журнала NMEA сохраняются в папке ArcGIS/ArcGISAppStudioPlayer/Logs.

Примечание:

На Android эта папка находится в определенном для приложения месте хранения: Android/data/com.esri.appstudio.player/files/ArcGIS/ArcGIS AppStudioPlayer/Logs.

Можно записать журналы NMEA таким же способом в AppStudio Player при помощи образца GNSS Discover, Survey123 или QuickCapture. Журналы, записанные в любом из приложений, могут быть использованы в любом другом из этих приложений.