Необработанные измерения GNSS

Android Framework обеспечивает доступ к необработанным измерениям GNSS на нескольких устройствах Android.

Вы можете найти инструменты в репозитории GPS Measurement Tools на GitHub, который включает в себя исходный код предварительной версии GnssLogger и исполняемые файлы для настольного приложения GNSS Analysis для Linux , Windows и macOS . Руководство по установке и эксплуатации .

Вызов дециметра смартфона Google

Google, спутниковое подразделение Института навигации и Kaggle спонсируют третий конкурс дециметровых смартфонов на выставке ION GNSS+. Конкурс начнется 12 сентября 2023 г. и завершится 23 мая 2024 г. Более 150 новых трасс, содержащих необработанные измерения GNSS, данные датчиков и точные наземные данные, будут общедоступны. Участие в конкурсе открыто для всех. Участникам предлагается представить тезисы для сессии под названием «Smartphone Decimeter Challenge», которая состоится на ION GNSS+ 2024.

Для получения дополнительной информации, включая правила и положения, посетите страницу конкурса на Kaggle , которая откроется 12 сентября 2023 года в 15:30 по московскому времени.

Устройства Android, поддерживающие необработанные измерения GNSS

Поддержка необработанных измерений GNSS обязательна на устройствах под управлением Android 10 (уровень API 29) или выше. В Android 9 (уровень API 28) и более ранних версиях поддержка необработанных измерений GNSS является обязательной на всех устройствах Android с аппаратным обеспечением 2016 года выпуска или новее. В настоящее время более 90% существующих телефонов Android имеют необработанные измерения.

Поддержка некоторых полей необработанных измерений GNSS является дополнительной и может варьироваться в зависимости от используемого набора микросхем GNSS. Примеры этих полей включают следующее:

  • Псевдодальность и псевдодальность.
  • Навигационное сообщение.
  • Значение автоматического регулятора усиления (АРУ).
  • Накопленный дельта-диапазон (ADR) или фаза несущей.

В таблице ниже перечислено несколько примеров устройств на платформе Android и показан уровень поддержки ими необработанных измерений GNSS:

Модель Android-версия АРУ ADR (фаза несущей) Л5 Глобальные системы
Google Пиксель 4/5/6/7 12 да да да GPS
ГЛО
ГАЛ
БДС
КЗС
Сяоми Ми 9 9 да нет да GPS
ГЛО
ГАЛ
БДС
КЗС
Сяоми Ми 8 8.1 нет да да GPS
ГЛО
ГАЛ
БДС
КЗС
Хуавей П30 Про 9 нет да да GPS
ГЛО
ГАЛ
БДС
Хуавей Мате 20 9 нет да да GPS
ГЛО
ГАЛ
БДС
Один Плюс 7 Про 9 да нет да GPS
ГЛО
ГАЛ
Один Плюс 7 9 да нет да GPS
ГЛО
ГАЛ
Samsung Galaxy S20/S21 Ultra (Exynos) * 12 да да да GPS
ГЛО
ГАЛ
БДС
КЗС
Samsung Galaxy S9 (Exynos) * 8.0 нет да нет GPS
ГЛО
ГАЛ
КЗС
Самсунг Галакси С9+ 8.0 нет нет нет GPS
ГЛО
ГАЛ

* Версия Samsung Galaxy Exynos в последние годы обеспечивает ADR. Версия Samsung Snapdragon пока не обеспечивает ADR.

Дополнительные сведения об определениях полей необработанных измерений, предоставляемых устройствами Android, см. в разделе Глобальные навигационные спутниковые системы .

Производители оригинального оборудования (OEM), разработчики и исследователи могут использовать инструменты на этой странице для тестирования новых конструкций телефонов, проверки функциональности, разработки новых алгоритмов, оценки улучшений в реализации системы GNSS, а также для создания дополнительных приложений.

Пример кода клиента SUPL

Suplclient — это пример кода, который обращается к сайту supl.google.com для получения эфемерид в реальном времени. Класс SuplTester предоставляет пример использования клиентского проекта SUPL. SuplTester настраивает спецификации TCP-соединения SUPL, затем на заданной широте и долготе отправляет запрос LPP SUPL и печатает ответ сервера SUPL.

Информация о калибровке антенны

Начиная с Android 11 (уровень API 30), вы можете использовать класс GnssAntennaInfo для доступа к характеристикам антенны, таким как координаты смещения фазового центра (PCO), поправки отклонения фазового центра (PCV) и поправки усиления сигнала. Эти поправки можно применять к необработанным измерениям для повышения точности.

При использовании GnssAntennaInfo помните о следующем поведении системы. Они предназначены для повышения конфиденциальности пользователей.

  • Характеристики, предоставляемые этим API, относятся только к модели устройства, а не к отдельному устройству.

Регистрация необработанных измерений

Вы можете использовать Android Studio для создания приложения, которое собирает необработанные измерения GNSS и другие данные о местоположении и записывает их в файл. Пример исходного кода такого приложения см. в разделе «Инструменты измерения GPS» .

Google GNSSLogger — это пример приложения, разработанного с использованием этой функции. Чтобы получить выходные данные GNSS с помощью примера приложения, ваше устройство должно поддерживать необработанные измерения GNSS.

После того как вы записали журнал GNSS с помощью GNSS Logger, вы можете скопировать файлы журнала с устройства на свой компьютер для дальнейшего анализа. Из GNSS Logger вы можете отправлять файлы себе по электронной почте или сохранять их на Google Диске. Кроме того, вы можете сохранить файлы с помощью приложения для управления файлами на устройстве или использовать Android Debug Bridge (ADB), как описано в разделе Копирование файлов на устройство или с него .

Анализ необработанных измерений

Приложение GNSS Analysis считывает необработанные измерения GPS/GNSS, собранные GNSS Logger, и использует их для анализа поведения приемника GNSS, как показано на рисунке 1.

Вы можете скачать приложение для систем Linux , Windows и macOS .

Регистратор GNSS и анализ GNSS

Рисунок 1. GNSS Logger собирает измерения, которые могут быть использованы в GNSS Analysis.

Приложение GNSS Analysis построено на MATLAB , но для его запуска не требуется наличие MATLAB. Приложение компилируется в исполняемый файл, который устанавливает копию среды выполнения MATLAB.

Панель управления GNSS-анализом

Панель управления «Анализ GNSS», показанная на рис. 2, позволяет управлять функциями приложения, такими как:

  • Выберите, какие спутники будут отображаться.
  • Контролируйте опорное положение, скорость и время (PVT), используемые для расчета ошибок измерения.
  • Создание аналитических отчетов.
  • Определите окно в данных между временем начала и окончания.

Панель управления GNSS-анализом )

Рисунок 2. Панель управления GNSS Analysis

Интерактивные графики GNSS Analysis

Приложение GNSS Analysis предоставляет интерактивные графики, организованные в столбцы радиочастот (RF), часов и измерений, как показано на рисунке 3.

Интерактивные графики GNSS Analysis )

Рис. 3. Приложение GNSS Analysis, отображающее интерактивные графики.

В столбце RF отображаются следующие данные:

  • Для каждого созвездия четыре спутника с самым сильным сигналом.
  • Для каждого спутника временной график зависимости несущей от плотности шума (C/No).
  • Схема расположения спутниковых позиций.

В столбце часов отображаются следующие данные:

  • Псевдодальность.

  • Частота смещения тактового сигнала приемника, которая вычисляется с использованием одной из следующих опорных позиций:

    • Автоматически вычисляется среднее положение.
    • Широта, долгота и высота, введенные пользователем.
    • Файл Национальной ассоциации морской электроники (NMEA) со ссылкой на правду PVT.

  • Смещение резервных часов, которое сохраняет время, когда приемник сбрасывает рабочий цикл первичного генератора.

В столбце измерений отображаются следующие данные:

  • Результаты позиции взвешенного метода наименьших квадратов получены на основе необработанных псевдодальностей. Взвешивание выполняется с использованием сообщаемой неопределенности каждого измерения, которая является частью спецификации API необработанных измерений.
  • Погрешности каждой псевдодальности для каждого измерения.

  • Ошибки каждой скорости псевдодальности для каждого измерения.

Отчет об испытаниях анализа GNSS

GNSS Analysis может создать отчет об испытаниях, как показано на рисунке 4, в котором оценивается реализация API, полученный сигнал, поведение часов и точность измерений. В каждом случае приложение сообщает, прошел ли приемник тест или не прошел его, на основе производительности, измеренной по известным критериям. Отчет об испытаниях полезен производителям устройств, которые могут использовать его при разработке и внедрении новых устройств. Чтобы создать отчет о тестировании, нажмите «Создать отчет» .

Отчет об испытаниях анализа GNSS

Рисунок 4. Отчет о тестировании GNSS Analysis

На вкладке «Сравнение» показано параллельное сравнение C/No из нескольких файлов журнала GNSS, что полезно при сравнении радиочастотных характеристик нескольких устройств.

C/Нет параллельного сравнения данных

Рисунок 5. Параллельное сравнение данных C/No из нескольких файлов журналов.

Заинтересованы в исходном коде? Проект инструмента измерения GPS предоставляет пример MATLAB с открытым исходным кодом, который можно использовать для выполнения следующих действий с использованием сигналов созвездия GPS:

  • Считайте данные, полученные с помощью примера приложения GNSS Logger.
  • Вычислите и визуализируйте псевдодальности.
  • Вычислите взвешенное положение и скорость по методу наименьших квадратов.
  • Просмотр и анализ фазы несущей.

Примечания к выпуску приложения GNSS Analysis v4.6.0.1

Приложение GNSS Analysis версии 4.6.0.1 включает следующие обновления:

  • Создан GnssAnalysisTool на Matlab R2022a, предоставляющий доступ к новым функциям:
  • Окно состояния автоматически прокручивается: последнее сообщение о состоянии всегда видно.
  • Добавлена ​​таблица сравнений C/N0 по созвездиям и сравнения L1 и L5.
  • Добавлен остаточный график псевдодальностей.
  • Удалены отдельные вкладки для «Стационарного» или «Подвижного» эталонного PVT, что упрощает просмотр того, какой тип эталонного PVT был выбран.
  • Результаты «Создать отчет» перенесены из HTML в окно состояния.
  • Удалена вкладка «Планировщик миссий». Пожалуйста, используйте gnssmissionplanning.com/ или www.gnssplanning.com/.
  • Исправления, связанные с анализом файла наблюдения RINEX.
  • Возврат к источнику эфемерид НАСА CDDIS для GPS и GLO, когда BKG не работает.
  • Перейдите с igs.bkg.bund.de на igs-ftp.bkg.bund.de
  • Не выходите из анализа, если загрузка эфемерид GAL, QZSS или BDS не удалась.
  • Создайте анализ CNo антенны, даже если набор микросхем не поддерживает BaseBandCNo.

Руководство по установке и эксплуатации .

Оставьте отзыв

Мы хотим улучшить поддержку GNSS на Android. Сообщайте нам о любых проблемах с поддержкой GNSS на Android с помощью средства отслеживания проблем с GNSS . Пожалуйста, проверьте, не рассматривалась ли ваша проблема уже в FAQ, прежде чем публиковать ее.

Если вы использовали инструменты анализа GNSS, оставьте отзыв, ответив на короткий опрос . Если у вас есть другие вопросы или запрос на поддержку, см. Ресурсы поддержки разработчиков .

Ответы на часто задаваемые вопросы можно найти в разделе Часто задаваемые вопросы по инструментам анализа GNSS .

Назад
Датчики окружающей среды