GNSS-Rohmessungen

Das Android-Framework bietet Zugriff auf GNSS-Rohdaten. auf verschiedenen Android-Geräten.

Sie finden die Tools im Repository „GPS Measurement Tools“ auf GitHub. Es enthält den Quellcode einer vorläufigen Version von GnssLogger und ausführbare Dateien für die Desktop-GNSS-Analyse-App für Linux, Windows und macOS. Installations- und Bedienungsanleitung.

Google Smartphone-Dezimeter-Herausforderung

Google, die Satellitenabteilung des Institute of Navigation und Kaggle sponsern die 3. Smartphone Decimeter Challenge bei ION GNSS+. Der Wettbewerb beginnt am 12. September 2023 und endet am 23. Mai 2024. Über 150 neue Traces mit GNSS-Rohdaten, Sensordaten und präziser Ground-Truth werden öffentlich verfügbar sein. Die Teilnahme am Wettbewerb ist für alle offen. Den Teilnehmern wird empfohlen, eine Zusammenfassung der Sitzung mit dem Titel „Smartphone-Dezimeter-Challenge“ einzureichen. die auf der ION GNSS+ 2024 stattfindet.

Weitere Informationen, einschließlich Regeln und Bestimmungen, finden Sie auf der Wettbewerbsseite auf Kaggle, die am 12. September 2023 um 15:30 Uhr (MDT) veröffentlicht wird.

Android-Geräte, die GNSS-Rohmessungen unterstützen

Die Unterstützung von GNSS-Rohdaten ist auf Geräten mit Android 10 (API-Level 29) oder höher obligatorisch. Unter Android 9 (API-Level 28) und niedriger ist die Unterstützung von GNSS-Rohdaten für alle Android-Geräte obligatorisch, die das Hardwarejahr 2016 oder neuer enthalten. Derzeit liegen für mehr als 90% aller bestehenden Android-Smartphones Rohdatenmessungen vor.

Die Unterstützung einiger GNSS-Rohdatenfelder ist optional und kann je nach verwendetem GNSS-Chipsatz variieren. Beispiele für diese Felder:

• Pseudorange und Pseudorangerate.
• Navigationsnachricht.
• Wert der automatischen Verstärkungsregelung (AGC).
• Akkumulierter Deltabereich (Accumulated Delta Range, ADR) oder Trägerphase.

In der folgenden Tabelle sind einige Beispiele für Android-Geräte aufgeführt und es wird angegeben, inwieweit sie GNSS-Rohmesswerte unterstützen:

Modell	Android-Version	AGC	ADR (Phase des Mobilfunkanbieters)	L5	Globale Systeme
Google Pixel 4/5/6/7	12	Ja	ja	Ja	GPS GLO GAL BDS QZS
Xiaomi Mi 9	9	Ja	no	Ja	GPS GLO GAL BDS QZS
Xiaomi Mi 8	8.1	no	Ja	Ja	GPS GLO GAL BDS QZS
Huawei P30 Pro	9	no	Ja	Ja	GPS GLO GAL BDS
Huawei Mate 20	9	no	Ja	Ja	GPS GLO GAL BDS
One Plus 7 Pro	9	Ja	no	Ja	GPS GLO GAL
OnePlus 7	9	Ja	no	Ja	GPS GLO GAL
Samsung Galaxy S20/S21 Ultra (Exynos)*	12	Ja	ja	Ja	GPS GLO GAL BDS QZS
Samsung Galaxy S9 (Exynos)*	8.0	no	Ja	no	GPS GLO GAL QZS
Samsung Galaxy S9+	8.0	no	Nein	no	GPS GLO GAL

^* Die Exynos-Version von Samsung Galaxy bietet seit einigen Jahren eine dynamische Anpassung der Bildwiederholrate. Für die Samsung Snapdragon-Version wird ADR noch nicht unterstützt.

Weitere Informationen zu den Definitionen der Rohmesswertefelder von Android-Geräten finden Sie unter Globale Navigationssatellitensysteme.

Erstausrüster (OEMs), Entwickler und Forscher können die Tools auf dieser Seite verwenden, um neue Smartphonedesigns zu testen, die Funktionalität zu validieren, neue Algorithmen zu entwickeln, Verbesserungen der GNSS-Systemimplementierung zu bewerten und Mehrwert-Apps zu erstellen.

Beispielcode für SUPL-Client

Suplclient ist Beispielcode, der auf supl.google.com zugreift, um Ephemeriden in Echtzeit abzurufen. Die Klasse SuplTester bietet ein Beispiel für die Verwendung des SUPL-Clientprojekts. Die SuplTester richtet die SUPL-TCP-Verbindungsspezifikationen ein, sendet dann an einer bestimmten geographischen Breite und Länge eine LPP-SUPL-Anfrage und druckt die SUPL-Serverantwort aus.

Informationen zur Antennenkalibrierung

Ab Android 11 (API-Level 30) kannst du die GnssAntennaInfo Kurs, um Zugriff zu erhalten Antenneneigenschaften, z. B. PCO-Koordinaten (Phase Centeroffset), Phasen Mittelwertkorrektur (PCV) und Signalverstärkungskorrekturen. Diese können Korrekturen auf die Rohdaten angewendet werden, um die Genauigkeit zu verbessern.

Bei der Verwendung von GnssAntennaInfo ist Folgendes zu beachten. Sie sollen den Datenschutz für Nutzer verbessern.

• Die von dieser API gebotenen Eigenschaften gelten nur für das jeweilige Gerät und nicht auf ein einzelnes Gerät.

Unverarbeitete Messungen protokollieren

Mit Android Studio können Sie eine App erstellen, die Rohdaten von GNSS-Messungen und andere Standortdaten erfasst und in einer Datei protokolliert. Beispielcode für eine solche App finden Sie unter GPS-Messtools.

GNSSLogger von Google ist eine Beispielanwendung, die mit dieser Funktion entwickelt wurde. Damit Sie mit der Beispiel-App GNSS-Ausgabe erhalten, muss Ihr Gerät GNSS-Rohdaten unterstützen Messungen.

Nachdem Sie das GNSS-Protokoll mit dem GNSS-Protokoll erfasst haben, können Sie es kopieren. Dateien zur weiteren Analyse vom Gerät auf den Computer übertragen. Wählen Sie im Bereich GNSS-Protokollierung können Sie die Dateien per E-Mail an sich selbst senden oder in Google speichern. Drive Alternativ können Sie die Dateien mit der Dateiverwaltungs-App auf Ihrem oder Sie können Android Debug Bridge (ADB) verwenden, wie in Dateien auf ein oder von einem Gerät kopieren

Unverarbeitete Messungen analysieren

Die GNSS-Analyse-App liest die vom GNSS erfassten GPS/GNSS-Rohmesswerte. Protokollieren und analysieren damit das Verhalten des GNSS-Empfängers, wie in der Abbildung dargestellt. 1.

Sie können die App für Linux, Windows und macOS herunterladen.

Abbildung 1: GNSS-Protokollierung erfasst die Messungen, die von GNSS gemessen werden können. Analyse.

Die GNSS Analysis App basiert auf MATLAB, Sie benötigen MATLAB jedoch nicht, um sie auszuführen. Die Anwendung wird in eine ausführbare Datei kompiliert, die ein eine Kopie der MATLAB-Laufzeit.

Steuerfeld für GNSS-Analyse

Über das Steuerfeld für die GNSS-Analyse (siehe Abbildung 2) können Sie App-Funktionen verwalten, z. B.:

• Wähle aus, welche Satelliten angezeigt werden sollen.
• Steuern Sie die Referenzposition, Geschwindigkeit und Zeit (PVT), die für die Berechnung verwendet wird Messfehler.
• Erstellen Sie Analyseberichte.
• Definieren Sie ein Fenster in den Daten zwischen Start- und Endzeiten.

)

Abbildung 2. Steuerfeld für GNSS-Analyse

Interaktive Grafiken der GNSS-Analyse

Die GNSS Analysis App bietet interaktive Diagramme, die nach (HF), Uhren und Messspalten, wie in Abbildung 3 dargestellt.

)

Abbildung 3: GNSS-Analyse-App mit interaktiven Diagrammen

In der Spalte „HF“ werden folgende Daten angezeigt:

• Für jede Konstellation die vier Satelliten mit dem stärksten Signal.
• Für jeden Satelliten das Zeitdiagramm des Trägers zur Rauschdichte (C/No).
• Das Skyplot-Diagramm der Satellitenpositionen.

Die Uhrenspalte enthält die folgenden Daten:

• Die Pseudobereiche.

• Die Offsetfrequenz der Empfängeruhr, die anhand einer der folgenden Referenzpositionen berechnet wird:

  • Automatisch berechnete mittlere Position.
  • Vom Nutzer eingegebene Breiten- und Längengrade sowie Höhenangaben.
  • NMEA-Datei (National Marine Electronics Association) mit der Wahrheitsreferenz PVT.
  <ph type="x-smartling-placeholder">

  </ph>

• Der Offset der Standby-Uhr, die die Zeit beibehält, wenn der Empfänger den Taktzyklus des primären Oszillators zurücksetzt.

In der Spalte „Messungen“ werden die folgenden Daten angezeigt:

• Die Positionsergebnisse der gewichteten kleinsten Quadrate, die aus den Roh-Pseudostrecken ermittelt wurden. Die Gewichtung erfolgt anhand der gemeldeten Unsicherheit -Messung, die Teil der API-Spezifikation für Rohdaten ist.
• Die Fehler der einzelnen Pseudobereiche für jede Messung.

• Die Fehler der einzelnen Pseudostreckenraten für jede Messung.

Testbericht zur GNSS-Analyse

GNSS-Analyse kann einen Testbericht erstellen, wie in Abbildung 4 gezeigt, mit dem API-Implementierung, Empfangssignal, Taktverhalten und Messung Genauigkeit. Die App meldet für jeden Fall, ob der Empfänger bestanden hat oder nicht. basierend auf der Leistung, die mit bekannten Benchmarks gemessen wurde. Der Testbericht ist nützlich für Gerätehersteller, die ihn beim Design und der Implementierung neuer Geräte verwenden können. Klicken Sie auf Bericht erstellen, um den Testbericht zu generieren.

Abbildung 4 Testbericht zur GNSS-Analyse

Auf dem Tab Vergleichen können Sie (in Abbildung 5) direkt miteinander vergleichen, C/Nein aus mehreren GNSS-Protokolldateien, was beim Vergleich der HF-Werte hilfreich ist der Leistung verschiedener Geräte.

Abbildung 5: Vergleich von C/No-Daten aus mehreren Protokolldateien

Interessiert am Quellcode? Das GPS Measurement Tool Project bietet ein Open-Source-MATLAB-Beispiel, mit dem Sie die folgenden Aktionen mithilfe von GPS-Konstellationssignalen ausführen können:

• Lesen der mit der GNSS-Protokollierungs-Beispiel-App erfassten Daten.
• Pseudoreichweiten berechnen und visualisieren
• Position und Geschwindigkeit mit der Methode der gewichteten kleinsten Quadrate berechnen.
• Phase des Transportunternehmens ansehen und analysieren.

Versionshinweise für die GNSS-Analyse-App 4.6.0.1

Die Version 4.6.0.1 der GNSS Analysis App enthält die folgenden Updates:

• GnssAnalysisTool wurde in Matlab R2022a erstellt, was Zugriff auf neue Funktionen ermöglicht:
• Statusfenster wird automatisch gescrollt: Die aktuelle Statusmeldung ist immer sichtbar.
• Tabelle mit C/N0-Vergleichen nach Konstellation und L1 mit L5 hinzugefügt
• Residualplot für die Pseudoreichweite wurde hinzugefügt.
• Die separaten Tabs für Referenz-PVT (Stationär) und „Moving“ (Verschieben) wurden entfernt, damit Sie leichter erkennen können, welcher Referenz-PVT ausgewählt wurde.
• Ergebnisse von "Bericht erstellen" aus HTML in das Statusfenster verschoben
• Tab für den Missionsplaner entfernt. Bitte verwende gnssmissionplanning.com/ oder www.gnssplanning.com/.
• Fehlerkorrekturen beim Parsen von RINEX-Beobachtungsdateien.
• Fallback auf CDDIS-Ephemerisquelle der NASA für GPS und GLO, wenn BKG nicht funktioniert.
• Von igs.bkg.bund.de zu igs-ftp.bkg.bund.de wechseln
• Beenden Sie die Analyse nicht, wenn der Download der GAL-, QZSS- oder BDS-Ephemeriden fehlschlägt.
• Antenna-CNo-Analyse erstellen, auch wenn der Chipsatz BaseBandCNo nicht unterstützt

Installations- und Bedienungsanleitung

Feedback geben

Wir möchten die Unterstützung von GNSS unter Android verbessern. Probleme melden mit GNSS-Unterstützung unter Android mithilfe des GNSS-Problems Tracker. Bitte prüfen Sie, ob Ihr Problem bereits in den häufig gestellten Fragen behandelt wurde, bevor Sie es posten.

Wenn Sie bereits die GNSS-Analysetools verwendet haben, beantworten Sie bitte eine kurze Umfrage. Wenn Sie eine andere Fragen oder eine Supportanfrage stellen, rufen Sie den Support für Entwickler auf Ressourcen.

Antworten auf häufig gestellte Fragen finden Sie in den GNSS-Analyse-Tools. FAQs.