原始全球導航衛星系統測量資料

Android 架構可讓您在多個 Android 裝置上存取原始 GNSS 測量結果

您可以在 GitHub 的 GPS 評估工具存放區中找到工具,其中包括初步版本的 GnssLogger 原始碼,以及 LinuxWindowsmacOS 電腦版 GNSS Analysis 應用程式的執行檔。安裝和使用者手冊

Google 智慧型手機電壓挑戰

本競賽將於 ION GNSS+ 發起第 3 場智慧型手機普查大挑戰,以及 Google、導航協會和 Kaggle 共同發起的第 3 屆智慧型手機測定挑戰。競賽將於 2023 年 9 月 12 日展開,並於 2024 年 5 月 23 日截止。我們會公開超過 150 項新的追蹤記錄,包括原始 GNSS 測量結果、感應器資料和精確的實際數據。所有人都可以參加這個競賽,我們鼓勵參與者提交標題為「智慧型手機微分挑戰」的摘要課程,我們將在 2024 年 ION GNSS+ 舉辦。

如要瞭解詳情 (包括規則和法規),請前往 Kaggle 競賽頁面,該頁面將於 2023 年 9 月 12 日下午 3 點 30 分 (美國東部夏令時間) 上線。

支援原始 GNSS 測量的 Android 裝置

搭載 Android 10 (API 級別 29) 以上版本的裝置必須支援 Raw GNSS 評估功能。在 Android 9 (API 級別 28) 以下版本中,凡是包含 2016 年以上硬體的 Android 裝置,都必須支援原始 GNSS 評估功能。目前,超過 90% 的現有 Android 手機都具備原始測量結果。

部分原始 GNSS 測量欄位的支援是選填功能,而且會因使用的 GNSS 晶片組而有所不同。這類欄位包括:

  • 偽陰性和偽陰性率。
  • 導覽訊息。
  • Automatic Gain Controller (AGC) 值。
  • 累計差異範圍 (ADR) 或電信業者階段。

下表列出一些 Android 裝置範例,以及這類裝置對原始 GNSS 測量的支援等級:

型號 Android 版本 AGC 罩杯 ADR (電信業者階段) 第 5 級 全球系統
Google Pixel 4/5/6/7 12 GPS
全球衛星定位系統
全球
指數
QZS
小米 Mi 9 9 GPS
全球衛星定位系統
全球
指數
QZS
小米 Mi 8 8.1 GPS
全球衛星定位系統
全球
指數
QZS
Huawei P30 Pro 9 GPS
全球衛星定位系統
GAL
BDS
Huawei Mate 20 9 GPS
全球衛星定位系統
GAL
BDS
One Plus 7 Pro 9 GPS
全球衛星定位系統
大地
One Plus 7 9 GPS
全球衛星定位系統
大地
Samsung Galaxy S20/S21 Ultra (Exynos)* 12 GPS
全球衛星定位系統
全球
指數
QZS
Samsung Galaxy S9 (Exynos)* 8.0 GPS
全球衛星定位系統
衛星
QZS
Samsung Galaxy S9 以上版本 8.0 GPS
全球衛星定位系統
全球

* 近幾年的 Samsung Galaxy Exynos 版本提供 ADR。Samsung Snapdragon 版本目前尚未提供 ADR。

如要進一步瞭解 Android 裝置所提供原始測量欄位的定義,請參閱「全球導航衛星系統」。

原始設備製造商 (OEM)、開發人員和研究人員可以使用本頁中的工具測試新手機設計、驗證功能、開發新演算法、評估 GNSS 系統實作項目的改進,以及建構附加價值的應用程式。

SUPL 用戶端程式碼範例

Suplclient 是存取 supl.google.com 以取得即時斷言的程式碼範例。SuplTester 類別提供如何使用 SUPL 用戶端專案的範例。SuplTester 會設定 SUPL TCP 連線規格,然後在指定經緯度傳送 LPP SUPL 要求並顯示 SUPL 伺服器回應。

天線校正資訊

從 Android 11 (API 級別 30) 開始,您可以使用 GnssAntennaInfo 類別存取天線特性,例如:相位中心偏移 (PCO) 座標、相位中心變化版本 (PCV) 更正和信號增值修正。這些校正可套用至原始測量結果,藉此提高準確度。

使用 GnssAntennaInfo 時,請注意下列系統行為。旨在加強使用者隱私。

  • 這個 API 提供的特性僅適用於裝置型號,而非個別裝置。

記錄原始測量值

您可以使用 Android Studio 建構可擷取原始 GNSS 測量結果和其他位置資料的應用程式,並將其記錄為檔案。如需此類應用程式的原始碼,請參閱 GPS 測量工具

Google GNSSLogger 是利用此功能開發的範例應用程式。如要使用範例應用程式取得 GNSS 輸出內容,您的裝置必須支援原始 GNSS 測量。

使用 GNSS 記錄器擷取 GNSS 記錄後,您可以將記錄檔從裝置複製到電腦進行深入分析。在 GNSS 記錄器中,您可以透過電子郵件傳送檔案給自己,或將檔案儲存至 Google 雲端硬碟。或者,您也可以使用裝置上的檔案管理應用程式儲存檔案,或者使用 Android Debug Bridge (ADB),詳情請參閱「將檔案複製到裝置/從裝置複製檔案」一文。

分析原始測量結果

GNSS Analysis 應用程式會讀取 GNSS 記錄器收集的 GPS/GNSS 原始測量結果,並使用這些資料分析 GNSS 接收器行為,如圖 1 所示。

並下載適用於 LinuxWindowsmacOS 系統的應用程式。

GNSS 記錄器和 GNSS 分析

圖 1:GNSS 記錄器會收集可供 GNSS 分析使用的測量結果。

GNSS Analysis 應用程式是以 MATLAB 為基礎,但您不需要有 MATLAB 即可執行。應用程式會編譯成可安裝 MATLAB 執行階段副本的執行檔。

GNSS 分析控制台

GNSS Analysis 控制台 (如圖 2 所示) 可讓您管理應用程式功能,例如:

  • 選取要顯示的衛星。
  • 控管用於計算測量錯誤的參考位置、速率和時間 (PVT)。
  • 產生分析報表。
  • 在資料中定義開始和結束時間之間的間隔。

GNSS 分析控制台)

圖 2. GNSS 分析控制台

GNSS 分析互動式圖

GNSS Analysis 應用程式提供以射頻 (RF)、時鐘和測量數據欄整理的互動圖表,如圖 3 所示。

GNSS 分析互動式圖)

圖 3. 顯示互動式圖表的 GNSS Analysis 應用程式。

RF 欄會顯示下列資料:

  • 針對每個星座,四顆衛星訊號最強的衛星。
  • 在每個衛星上,顯示運輸系統的雜訊密度 (C/No) 時間圖。
  • 衛星位置的天空圖。

時鐘欄會顯示下列資料:

  • 偽怪。
  • 接收器時鐘的偏移頻率,使用下列其中一個參考位置計算:

    • 自動計算平均位置。
    • 使用者輸入的經緯度。
    • National Marine Electronics Association (NMEA) 檔案 (含真實資訊參考 PVT) 檔案。
  • 在接收器重設主要迴電器的任務週期時,保持時間的待命時鐘偏移量。

測量結果欄會顯示下列資料:

  • 從原始虛擬排列取得的加權最小平方位置結果。方法是使用每項測量結果回報的不確定性完成,這是原始評估 API 規格的一部分。
  • 每項測量結果的虛擬錯誤。
  • 每項測量結果的虛擬率錯誤。

GNSS 分析測試報告

GNSS Analysis 可以產生測試報告 (如圖 4 所示),評估 API 實作、接收信號、時鐘行為和評估準確率。針對每個情況,應用程式會根據已知基準測試的效能,回報接收器是否通過或失敗。測試報表對裝置製造商來說非常實用,方便他們疊代設計和實作新裝置。如要產生測試報告,請按一下「Make Report」

GNSS 分析測試報告

圖 4. GNSS 分析測試報告

「Compare」分頁提供並排的比較 (如圖 5 所示),這是來自多個 GNSS 記錄檔的 C/No,這在比較多部裝置的 RF 效能時相當實用。

C/無資料並排比較

圖 5. 並排比較多個記錄檔中的 C/No 資料

對原始碼感興趣嗎?GPS Measurement Tool Project 提供開放原始碼的 MATLAB 範例,可讓您使用 GPS 衛星訊號執行下列動作:

  • 讀取使用 GNSS Logger 範例應用程式擷取的資料。
  • 計算偽域數據,並以視覺化的方式呈現。
  • 計算加權最小平方位置和速率。
  • 查看及分析電信業者階段。

GNSS Analysis 應用程式 4.6.0.1 版本資訊

GNSS Analysis 應用程式 4.6.0.1 版包含下列更新:

  • Matlab R2022a 上的 GnssAnalysisTool 提供下列新功能:
  • 狀態視窗自動捲動:隨時顯示最新的狀態訊息。
  • 新增 C/N0 比較表格、藉由全景圖以及比較 L1 與 L5。
  • 新增偽率殘差圖。
  • 移除參考 PVT 固定或移動的個別分頁,方便您查看所選的參考 PVT 類型。
  • 已將「製作報告」結果從 HTML 移至狀態視窗。
  • 已移除任務規劃工具分頁。請使用 gnssmissionplanning.com/ 或 www.gnssplanning.com/。
  • 修正 RINEX 觀察檔案剖析相關問題。
  • 在 BKG 無法運作時,改用 NASA CDDIS 熱源來源,供 GPS 和 GLO 使用。
  • 從 igs.bkg.bund.de 移至 igs-ftp.bkg.bund.de
  • 如果 GAL、QZSS 或 BDS 臨時下載失敗,請勿結束分析。
  • 即使晶片組不支援 BaseBandCNo 也能建立 Antenna CNo 分析

安裝和使用者手冊

提供意見

我們想改善 Android 對 GNSS 的支援。請使用 GNSS Issue Tracker,告訴我們 Android 上的 GNSS 支援問題。張貼問題前,請先前往常見問題,確認你的問題是否已解決。

如果您使用過 GNSS 分析工具,請回答簡短問卷調查來提供意見回饋。如有其他問題或需要支援,請參閱「開發人員支援資源」。

如需常見問題的解答,請參閱 GNSS 分析工具常見問題