了解 GPS/GNSS
GPS/GNSS 概述
全球定位系统 (GPS) 是基于卫星的导航系统，由美国国防部操作，用于提供位置信息。GPS 原用于美国军事应用，但在二十世纪八十年代，美国政府将该系统普及到民用领域。随着 GPS 成为重要的全球性定位工具，其他类似的卫星系统也相继面世。这些系统被统称为全球导航卫星系统 (GNSS)。其他 GNSS 示例包括俄罗斯 GLONASS、欧盟 GALILEO 以及中国北斗卫星系统。随着这些系统功能的日益完善，许多 GNSS 接收器制造商都开始发布新型设备，这些设备能够利用多个 GNSS 以增加可见卫星的数量，从而实现更为精准可靠的定位。
GPS/GNSS 的基本工作原理是三边测量法。系统中的每颗卫星都会持续传送消息，其中包含消息发送的时间、精确的轨道信息以及系统中所有卫星的轨道（历书）。GPS/GNSS 接收器通过精确测定接收卫星（至少四颗）消息的时间，计算其位置。
GPS/GNSS 通信协议 (NMEA)
GPS/GNSS 接收器的位置信息可采用多种不同格式获取。其中一项最为常用的支持的协议为美国国家航海电子协会 (NMEA) 0183 标准。NMEA 是一项电子和数据规范，用于包括 GPS/GNSS 接收器在内的航海电子设备之间的通信。它使用语句格式的 ASCII 文本，将数据从一个发送设备同时传送到多个接收设备。该标准还定义各语句的格式。对于串行通信，NMEA 规定接口速度为 4800 波特（高速规格为 38400 波特），数据位为 8 位，无奇偶校验，停止位为 1 位。必须注意的是，并非所有的 GPS/GNSS 接收器都符合规范。因此必须参阅接收器制造文档以了解设备。
NMEA 语句
通常，NMEA 0183 语句具有以下结构：
- 语句开头以美元符 ($) 表示。
- 一个五字符地址字段，包括：
- 一个双字符发送设备标识符。对于 GPS/GNSS 语句，发送设备标识符通常包括：表示 GPS 信息的 GP；表示 GLONASS 信息的 GL；以及表示 GPS 和 GLONASS 混合信息的 GN。
- 一个三字符的语句格式符。
- 逗号分隔的一个或多个数据字段。
- 一个校验和分隔符和值。
- 语句结束符（回车和换行）。
ArcGIS for Windows Mobile 支持五种标准 NMEA 0183 语句格式符：
- GGA - 全球定位系统定位数据
- GSA - GNSS 精度衰减因子 (DOP) 和主动卫星
- GSV - 可视 GNSS 卫星
- RMC - 推荐最小特定 GNSS 数据
- VTG - 对地航向和地面速度
连接到 GPS/GNSS 接收器
如果 ArcGIS for Windows Mobile 要使用 GPS/GNSS 接收器，则该应用程序需连接到物理或虚拟串行端口。此连接有多种建立方法，且不同设备间的建立方法也各有不同；通常为以下其中一种：
- 直接用串行电缆连接或集成到设备。
- USB 连接 - 通常需要设备制造中的驱动程序以创建虚拟串行端口。
- 使用“串行端口剖面”(SPP) 进行蓝牙连接。
参阅接收器的制造文档以了解您的设备。
GPS/GNSS 模拟器
除支持连接到接收器之外，ArcGIS for Windows Mobile 还支持回放存储在 ASCII 文本文件中的 NMEA 语句。这些语句可通过客户端应用程序进行记录，或从其他源获取并随后进行回放以供测试。
ArcGIS for Windows Mobile 中的 GPS 精度和质量过滤器
定位并非百分百准确。源中引入了多种错误，有些错误为系统的一部分，而有些则来自环境（例如站在树下或紧邻建筑物），因此会妨碍到卫星视信号的接收。所以，GPS 系统的精度和效率由许多因素共同决定。根据应用程序的需求，选择 GPS 系统时，应考虑硬件能力、DGPS 可用性以及环境因素。自主（独立）GPS 系统提供的精度约为 5 到 10 米，对于导航和大范围定位十分理想。为提高自主 GPS 系统的精度，一些设备提供了许多差分 GPS 技术，使用户能够移除错误、提高精度。常用的免费差分校正服务源自基于卫星的增强系统 (SBAS)。在美国，广域增强系统 (WAAS) 就是一种 SBAS 系统。设备启用 WAAS 并接收 DGPS 定位类型后，精度即可达到 2 到 5 米。
此外，GPS 卫星的几何形状也会对精度产生影响。对此影响的测量叫做精度衰减因子 (DOP)。从不同的角度来看，它包括位置 (3D) 精度衰减因子 (PDOP) 和水平精度衰减因子 (HDOP) 等。DOP 的理想值为一，值越大精度越低。对于大部分应用而言，DOP 值为 1 到 5 较为理想。如果设备具备附加的俄罗斯 GLONASS 功能，则该设备可结合 GPS 和 GLONASS，从而以更高的卫星可见度改善 DOP 值。
PDOP 值越低、GPS 定位类型越好，就意味着 GPS 定位的质量越高。需要权衡的是，高质量的定位会降低定位效率。ArcGIS for Windows Mobile 提供了 GPS 质量过滤器，该工具可用于灵活选择在低效高精度模式或高效低精度模式下操作。导航系统便是一个典型示例，在 GPS 定位困难的环境下，该系统需要调整为具有最高效率而非最佳精度。要为移动应用程序选择理想的 GPS 系统，在做出购买决策前必须先了解所需的精度和效率要求，因为这会对移动部署能否成功产生巨大影响。