قياسات GNSS الأولية

يتيح إطار عمل Android الوصول إلى القياسات الأوّلية لنظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) على العديد من أجهزة Android.

ملاحظة: أطلقت Google الإصدار 3.0.6.1 من GnssLogger في "متجر Play" مع العديد من الميزات الجديدة.

ملاحظة: أصدرت Google الإصدار 4.6.0.1 من تطبيق GNSS Analysis. لمزيد من المعلومات، يُرجى الاطّلاع على ملاحظات الإصدار 4.6.0.1 من تطبيق GNSS Analysis.

يمكنك العثور على الأدوات في مستودع أدوات قياس نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على GitHub، والذي يتضمّن الرمز المصدر لإصدار أولي من GnssLogger وملفات تنفيذية لتطبيق GNSS Analysis لأجهزة الكمبيوتر المكتبي على Linux و Windows و macOS. دليل التثبيت ودليل المستخدم

ملاحظة: تواجه بعض إصدارات Linux مشاكل في ماتلاب (MATLAB) (طوال العام) 2018. إذا واجهت مشكلة عند بدء تشغيل التطبيق على جهاز Linux، يمكنك الاطّلاع على هذه المقالة حول MATLAB للحصول على معلومات عن كيفية حلّها.

مبادرة "القياس بدقة 10 سم" للهواتف الذكية من Google

ترعى Google وقسم الأقمار الصناعية في معهد الملاحة وKaggle مسابقة "تحدّي تحديد الموقع الجغرافي بدقة متر واحد باستخدام الهواتف الذكية" الثالثة في ION GNSS+. تبدأ المسابقة في 12 أيلول (سبتمبر) 2023 وتنتهي في 23 أيار (مايو) 2024. سيكون أكثر من 150 مسار تتبُّع جديدًا يتضمّن قياسات أولية لنظام GNSS وبيانات جهاز الاستشعار وحقائق أرضية دقيقة. إنّ المشاركة في المسابقة متاحة للجميع. ننصح المشاركين بإرسال ملخّص إلى الجلسة بعنوان "تحدّي تحديد الموقع الجغرافي بدقة متر واحد باستخدام الهواتف الذكية" التي ستُعقد في ION GNSS+ 2024.

لمزيد من المعلومات، بما في ذلك القواعد واللوائح، يُرجى الانتقال إلى صفحة المسابقة على Kaggle، والتي ستصبح متاحة في 12 أيلول (سبتمبر) 2023 في الساعة 3:30 بعد الظهر حسب توقيت المنطقة الزمنية للمناطق الزمنية الوسطى.

أجهزة Android المتوافقة مع قياسات GNSS الأوّلية

يكون دعم قياسات GNSS الأولية إلزاميًا على الأجهزة التي تعمل بنظام التشغيل Android 10 (مستوى واجهة برمجة التطبيقات 29) أو الإصدارات الأحدث. في نظام التشغيل Android 9 (المستوى 28 من واجهة برمجة التطبيقات) والإصدارات الأقدم، يكون توفُّر قياسات GNSS الأوّلية إلزاميًا في جميع أجهزة Android التي تحتوي على أجهزة من عام 2016 أو إصدار أحدث. في الوقت الحالي، تحتوي أكثر من% 90 من هواتف Android الحالية على قياسات أولية.

إنّ توفّر بعض حقول قياس GNSS الأوّلية اختياري ويمكن أن يختلف استنادًا إلى مجموعة شرائح GNSS المستخدَمة. تشمل أمثلة هذه الحقول ما يلي:

• النطاق الزائف ومعدّل النطاق الزائف
• رسالة التنقّل
• قيمة وحدة التحكّم التلقائي في مستوى السطوع (AGC)
• نطاق دلتا المتراكمة (ADR) أو مرحلة الناقل.

يعرض الجدول أدناه بعض الأمثلة على الأجهزة التي تعمل بنظام التشغيل Android ويوضّح مستوى توافقها مع قياسات نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) الأوّلية:

الطراز	إصدار Android	AGC	ADR (مرحلة مشغّل شبكة الجوّال)	L5	الأنظمة العالمية
Google Pixel 4/5/6/7	12	نعم	نعم	نعم	‫GPS GLO GAL BDS QZS
هاتف Xiaomi Mi 9	9	نعم	لا	نعم	نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) GLO GAL BDS QZS
Xiaomi Mi 8	8.1	لا	نعم	نعم	GPS GLO GAL BDS QZS
Huawei P30 Pro	9	لا	نعم	نعم	GPS GLO GAL BDS
Huawei Mate 20	9	لا	نعم	نعم	نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) GLO GAL BDS
One Plus 7 Pro	9	نعم	لا	نعم	‫GPS GLO GAL
One Plus 7	9	نعم	لا	نعم	‫GPS GLO GAL
Samsung Galaxy S20/S21 Ultra (Exynos)^*	12	نعم	نعم	نعم	‫GPS GLO GAL BDS QZS
Samsung Galaxy S9 (Exynos)^*	من نظام التشغيل Android	لا	نعم	لا	GPS GLO GAL QZS
Samsung Galaxy S9+	من نظام التشغيل Android	لا	لا	لا	‫GPS GLO GAL

^* يوفّر إصدار Samsung Galaxy Exynos ADR في السنوات الأخيرة. لا يقدّم إصدار Samsung Snapdragon ميزة "إعادة تشغيل التطبيق بعد تعذُّر تشغيله" حتى الآن.

لمزيد من المعلومات عن تعريفات حقول القياسات الأوّلية التي تقدّمها أجهزة Android، يُرجى الاطّلاع على أنظمة الأقمار الصناعية لتحديد المواقع الجغرافية.

يمكن لمصنعي المعدّات الأصليين والمطوّرين والباحثين الاستفادة من الأدوات الواردة في هذه الصفحة لاختبار تصميمات الهواتف الجديدة والتحقّق من الوظائف وتطوير خوارزميات جديدة وتقييم التحسينات على تنفيذ نظام GNSS بالإضافة إلى إنشاء تطبيقات ذات قيمة مضافة.

رمز نموذج عميل SUPL

ملاحظة: لدى Google رمز نموذجي مفتوح المصدر لبرنامج SUPL يمكن استخدامه للحصول على الملفات المؤقتة في الوقت الفعلي.

Suplclient هو نموذج رمز يصل إلى supl.google.com للحصول على الجداول الزمنية للكواكب في الوقت الفعلي. تقدّم فئة SuplTester مثالاً على كيفية استخدام مشروع SUPL Client. يُعدِّل SuplTester مواصفات اتصال SUPL TCP، ثم يُرسِل طلب LPP SUPL عند خطي عرض وطول جغرافيَين معيّنين ويطبع ردّ خادم SUPL.

معلومات عن معايرة الهوائي

بدءًا من الإصدار Android 11 (المستوى 30 لواجهة برمجة التطبيقات)، يمكنك استخدام فئة GnssAntennaInfo للوصول إلى خصائص الهوائي، مثل: إحداثيات إزاحة مركز الطور (PCO) وتصحيحات تباين مركز المرحلة (PCV) وتصحيحات زيادة الإشارة. ويمكن تطبيق هذه التصحيحات على القياسات الأولية لتحسين الدقة.

عند استخدام GnssAntennaInfo، يجب مراعاة سلوكيات النظام التالية. وهي مصمّمة لتحسين خصوصية المستخدم.

• إنّ الخصائص التي تقدّمها واجهة برمجة التطبيقات هذه تخصّ طراز الجهاز فقط، وليس الجهاز الفردي.

تسجيل القياسات الأولية

يمكنك استخدام "استوديو Android" لإنشاء تطبيق يسجِّل قياسات GNSS الأوّلية وبيانات الموقع الجغرافي الأخرى ويُسجّلها في ملف. للاطّلاع على مثال على رمز المصدر لتطبيق من هذا النوع، يُرجى الاطّلاع على أدوات قياس نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

‫GNSSLogger من Google هو نموذج لتطبيق تم تطويره باستخدام هذه الوظيفة. للحصول على مخرجات نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) باستخدام تطبيق العيّنة، يجب أن يتيح جهازك قياسات GNSS الأصلية.

بعد تسجيل سجلّ نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) باستخدام أداة تسجيل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)، يمكنك نسخ ملفات السجلّ من الجهاز إلى جهاز الكمبيوتر لإجراء مزيد من التحليل. من داخل مُسجِّل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)، يمكنك إرسال الملفات إلى نفسك عبر البريد الإلكتروني أو حفظها على Google Drive. بدلاً من ذلك، يمكنك حفظ الملفات باستخدام تطبيق إدارة الملفات على الجهاز، أو يمكنك استخدام أداة Android Debug Bridge (ADB) كما هو موضّح في مقالة نسخ الملفات إلى جهاز أو من جهاز.

تحليل القياسات الأولية

يقرأ تطبيق تحليل GNSS القياسات الأولية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)/ GNSS (نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)) التي يجمعها مسجّل بيانات GNSS ويستخدمها لتحليل سلوك مستقبل GNSS، كما هو موضح في الشكل 1.

يمكنك تنزيل التطبيق لأنظمة التشغيل Linux وWindows وmacOS.

الشكل 1. يجمع "مُسجِّل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)" القياسات التي يمكن استخدامها من خلال تحليل GNSS.

تم إنشاء تطبيق "تحليل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)" استنادًا إلى IDE MATLAB، ولكنك لا تحتاج إلى MATLAB لتشغيله. يتم تجميع التطبيق في ملف قابل للتنفيذ يُثبِّت نسخة من MATLAB Runtime.

لوحة التحكّم في تحليل GNSS

تتيح لك لوحة التحكّم في تحليل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)، الموضّحة في الشكل 2، إدارة ميزات التطبيق، مثل:

• اختَر الأقمار الصناعية التي يتم عرضها.
• التحكّم في موضع القياس والسرعة والوقت المرجعي (PVT) المستخدَمَين لاحتساب أخطاء القياس
• إنشاء تقارير تحليلية
• حدِّد فترة في البيانات بين وقتَي البدء والانتهاء.

)

الشكل 2: لوحة التحكّم في تحليل GNSS

الرسوم البيانية التفاعلية لتحليل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)

يقدّم تطبيق GNSS Analysis مخطّطات تفاعلية منظَّمة في أعمدة تردد الراديو (RF) والساعات والقياسات، كما هو موضّح في الشكل 3.

)

الشكل 3: تطبيق GNSS Analysis يعرض الرسوم البيانية التفاعلية

يعرض عمود RF البيانات التالية:

• الأقمار الصناعية الأربعة التي تتمتع بأقوى إشارات لكل مجموعة نجمية
• لكلّ قمر صناعي، الرسم الزمني لكثافة إشارة الناقل إلى الضوضاء (C/No)
• خريطة السماء لمواضع الأقمار الصناعية

يعرض عمود الساعة البيانات التالية:

• النطاقات الزائفة

• معدل الانحراف لساعة المُستلِم، والذي يتم احتسابه باستخدام أحد المواضع المرجعية التالية:

  • متوسط موضع الإعلان الذي يتم احتسابه تلقائيًا
  • خط العرض وخط الطول والارتفاع التي يدخلها المستخدم
  • ملف جمعية National Marine Electronics Association‏ (NMEA) مع مرجع صحة PVT

  ملاحظة: من أهمّ مزايا استخدام القياسات الأوّلية أنّه يمكنك مراقبة سلوك ساعة المُستلِم بدقة لا تقل عن جزء واحد في المليار (ppb). ومن المهم مراقبة ذلك عند بناء الجهاز، لأنّ أيّ مصدر حرارة بالقرب من الهزاز المرجعي قد يتسبّب في زيادة معدّل الخطأ في الساعة بشكل سريع.

• يشير ذلك المصطلح إلى إزاحة ساعة الاستعداد التي تحافظ على الوقت عندما يُعيد جهاز الاستقبال ضبط دورة العمل في جهاز الاهتزاز الأساسي.

يعرض عمود "القياسات" البيانات التالية:

• نتائج موضع التربيعات الأقل المرجحة التي تم الحصول عليها من قياسات المدى الخاطئ الأوّلية يتمّ احتساب الترجيح باستخدام مستوى عدم اليقين المسجّل لكلّ قياس، وهو جزء من مواصفات واجهة برمجة التطبيقات للقياسات الأوّلية.
• أخطاء كل نطاق زائف لكل قياس

• أخطاء كل معدّل نطاق زائف لكل قياس

  ملاحظة: تتمثل إحدى المزايا الرئيسية للقياسات الأولية في إمكانية تحليل الأخطاء الناتجة عن كل قياس، ما يوفر إحصاءات مفيدة حول بيئة الإشارة وسلوك جهاز الاستقبال.

تقرير اختبار تحليل GNSS

يمكن أن يُنشئ تحليل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) تقرير اختبار، كما هو موضّح في الشكل 4، يُقيّم تنفيذ واجهة برمجة التطبيقات، والإشارة المستلَمة، وسلوك الساعة، ودقة القياس. في كل حالة، يُبلغ التطبيق عما إذا كان جهاز الاستقبال قد اجتاز الاختبار أو تعذّر عليه اجتيازه استنادًا إلى الأداء الذي تم قياسه مقارنةً بمقاييس الأداء المعروفة. يُعد تقرير الاختبار مفيدًا للشركات المصنعة للأجهزة، التي يمكنها استخدامه أثناء التكرار التحسيني من خلال تصميم وتنفيذ الأجهزة الجديدة. لإنشاء تقرير الاختبار، انقر على إنشاء تقرير.

الشكل 4: تقرير اختبار تحليل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)

تقدّم علامة التبويب المقارنة مقارنة جنبًا إلى جنب، كما هو موضّح في الشكل 5، بين نسبة الإشارة إلى الضوضاء (C/No) من عدة ملفات سجلّات لنظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)، وهي مفيدة عند مقارنة أداء تقنية التردد اللاسلكي لعدة أجهزة.

الشكل 5: مقارنة جنبًا إلى جنب لبيانات C/No من عدة ملفات سجلّ

هل يهمّك الاطّلاع على رمز المصدر؟ يوفّر مشروع أداة قياس GPS مثالاً مفتوحًا لبرنامج MATLAB يمكنك استخدامه لتنفيذ الإجراءات التالية باستخدام إشارات مجموعة نجوم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS):

• قراءة البيانات التي تم تسجيلها باستخدام نموذج تطبيق GNSS Logger
• احتساب النطاقات الزائفة وعرضها
• احتساب موضع السرعة الأقل تربيعًا والمرجّح
• عرض مرحلة مشغّل شبكة الجوّال وتحليلها

ملاحظات الإصدار 4.6.0.1 من تطبيق "تحليل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)"

يتضمّن الإصدار 4.6.0.1 من تطبيق "تحليل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)" التعديلات التالية:

• تم إنشاء أداة GnssAnalysisTool على Matlab R2022a، ما يتيح الوصول إلى ميزات جديدة:
• الانتقال التلقائي لأعلى أو أسفل نافذة الحالة: تظهر آخر رسالة حالة دائمًا.
• تمت إضافة جدول للمقارنة بين C/N0 حسب الكوكبة، ومقارنة L1 بـ L5.
• تمت إضافة رسم بياني متبقّي لمعدل النطاق الوهمي.
• تمت إزالة علامتَي التبويب المنفصلتَين لـ "نقطة مرجعية ثابتة لنظام تحديد الموقع بالفيديو" أو "نقطة مرجعية متحركة لنظام تحديد الموقع بالفيديو"، ما يسهّل الاطّلاع على نوع نقطة المرجع التي تم اختيارها.
• تم نقل نتائج "إنشاء تقرير" من ملف HTML إلى نافذة الحالة.
• تمت إزالة علامة التبويب "أداة تخطيط المهمات". يُرجى استخدام gnssmissionplanning.com/ أو www.gnssplanning.com/.
• إصلاحات متعلّقة بتحليل ملف المراقبة RINEX
• الإجراء الاحتياطي لمصدر البيانات المؤقتة لنظام تحديد المواقع العالمي (CDDIS) الصادر عن وكالة NASA لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وGLON، وذلك في حال تعذُّر عمل BKG.
• انتقِل من igs.bkg.bund.de إلى igs-ftp.bkg.bund.de.
• لا تخرج من عملية التحليل في حال تعذّر تنزيل الجداول الزمنية لنظام GAL أو QZSS أو BDS.
• إنشاء تحليل CNo لشريحة الهوائي حتى إذا كانت شريحة المعالجة لا تتوافق مع BaseBandCNo

دليل التثبيت ودليل المستخدم

تقديم تعليقات

نريد تحسين إتاحة نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) على أجهزة Android. يُرجى إعلامنا بأي مشاكل تتعلّق بدعم نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) على Android باستخدام أداة تتبُّع ملفّات رصد مشاكل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS). يُرجى التحقّق مما إذا كانت مشكلتك قد تمت معالجتها في الأسئلة الشائعة قبل نشرها.

إذا كنت قد استخدمت أدوات تحليل GNSS، يُرجى تقديم ملاحظاتك من خلال الإجابة عن استطلاع قصير. إذا كانت لديك أسئلة أخرى أو طلب للحصول على دعم، يمكنك الاطّلاع على مواد دعم المطوّرين.

يمكنك العثور على إجابات للأسئلة الشائعة في الأسئلة الشائعة حول أدوات تحليل GNSS.