Le framework Android permet d'accéder aux mesures GNSS brutes sur plusieurs appareils Android.
Vous trouverez les outils dans le dépôt GPS Measurement Tools sur GitHub, qui inclut le code source d'une version préliminaire de GnssLogger et des fichiers exécutables pour l'application de bureau GNSS Analysis pour Linux, Windows et macOS. Manuel d'installation et d'utilisation.
Google Smartphone Decimeter Challenge
Google, la division Satellite de l'Institute of Navigation et Kaggle sponsorisent le 3e Smartphone Decimeter Challenge lors de l'ION GNSS+. La compétition commence le 12 septembre 2023 et se termine le 23 mai 2024. Plus de 150 nouvelles traces contenant des mesures GNSS brutes, des données de capteurs et une vérité terrain précise seront accessibles au public. La participation au concours est ouverte à tous. Les participants sont encouragés à envoyer un résumé à la session intitulée "Smartphone Decimeter Challenge", qui aura lieu lors de l'ION GNSS+ 2024.
Pour en savoir plus, y compris sur les règles et le règlement, consultez la page du concours sur Kaggle, qui sera mise en ligne le 12 septembre 2023 à 15h30 (MDT).
Appareils Android compatibles avec les mesures GNSS brutes
La compatibilité avec les mesures GNSS brutes est obligatoire sur les appareils équipés d'Android 10 (niveau d'API 29) ou version ultérieure. Sur Android 9 (niveau d'API 28) ou version antérieure, la prise en charge des mesures GNSS brutes est obligatoire sur tous les appareils Android dotés d'un matériel datant de 2016 ou d'une année ultérieure. Actuellement, plus de 90% des téléphones Android existants disposent de mesures brutes.
La compatibilité avec certains champs de mesure GNSS bruts est facultative et peut varier en fonction du chipset GNSS utilisé. Voici quelques exemples de ces champs :
- Pseudodistance et taux de pseudodistance.
- Message de navigation.
- Valeur du contrôle de gain automatique (AGC).
- Plage delta cumulée (ADR) ou phase de l'opérateur.
- Compatibilité multifréquence
La plupart des téléphones phares de Pixel, Motorola, Samsung, Xiaomi, OnePlus et d'autres grands fabricants de téléphones sont déjà compatibles avec les fréquences L1 et L5. Les téléphones phares Pixel, ainsi que d'autres téléphones phares de grands fabricants de téléphones qui n'utilisent pas de chipsets Qualcomm Snapdragon, fournissent l'ADR (phase de porteuse) dans le cadre des mesures brutes.
Une base de données des fonctionnalités GNSS de différents appareils Android, alimentée par la communauté, est référencée dans l'article Crowdsourcing GNSS features of Android devices (en anglais).
Pour en savoir plus sur les définitions des champs de mesures brutes fournis par les appareils Android, consultez Systèmes de navigation par satellite.
Les fabricants d'équipement d'origine (OEM), les développeurs et les chercheurs peuvent utiliser les outils de cette page pour tester de nouveaux modèles de téléphones, valider des fonctionnalités, développer de nouveaux algorithmes, évaluer les améliorations apportées à l'implémentation du système GNSS et créer des applications à valeur ajoutée.
Exemple de code client SUPL
Suplclient est un exemple de code qui accède à supl.google.com pour obtenir des éphémérides en temps réel. La classe SuplTester fournit un exemple d'utilisation du projet client SUPL. SuplTester configure les spécifications de la connexion TCP SUPL, puis, à une latitude et une longitude données, envoie une requête LPP SUPL et affiche la réponse du serveur SUPL.
Informations sur l'étalonnage de l'antenne
À partir d'Android 11 (niveau d'API 30), vous pouvez utiliser la classe GnssAntennaInfo pour accéder aux caractéristiques de l'antenne, telles que les coordonnées de décalage du centre de phase (PCO), les corrections de variation du centre de phase (PCV) et les corrections de gain du signal. Ces corrections peuvent être appliquées aux mesures brutes pour améliorer la précision.
Lorsque vous utilisez GnssAntennaInfo, tenez compte des comportements système suivants. Elles sont conçues pour améliorer la confidentialité des utilisateurs.
- Les caractéristiques fournies par cette API ne sont spécifiques qu'au modèle d'appareil, et non à un appareil individuel.
Journalisation des mesures brutes
Vous pouvez utiliser Android Studio pour créer une application qui capture les mesures GNSS brutes et d'autres données de localisation, puis les consigne dans un fichier. Pour obtenir un exemple de code source d'une telle application, consultez Outils de mesure GPS.
GNSSLogger de Google est une application exemple développée avec cette fonctionnalité. Pour obtenir une sortie GNSS avec l'application exemple, votre appareil doit être compatible avec les mesures GNSS brutes.
Une fois que vous avez capturé le journal GNSS à l'aide de GNSS Logger, vous pouvez copier les fichiers journaux de l'appareil vers votre ordinateur pour une analyse plus approfondie. Depuis GNSS Logger, vous pouvez vous envoyer les fichiers par e-mail ou les enregistrer dans Google Drive. Vous pouvez également enregistrer les fichiers à l'aide de l'application de gestion de fichiers de l'appareil ou utiliser Android Debug Bridge (ADB), comme expliqué dans Copier des fichiers vers/depuis un appareil.
Analyser les mesures brutes
L'application GNSS Analysis lit les mesures brutes GPS/GNSS collectées par GNSS Logger et les utilise pour analyser le comportement du récepteur GNSS, comme illustré dans la figure 1.
Vous pouvez télécharger l'application pour les systèmes Linux, Windows et macOS.
Figure 1. GNSS Logger collecte les mesures qui peuvent être utilisées par GNSS Analysis.
L'application GNSS Analysis est basée sur MATLAB, mais vous n'avez pas besoin de MATLAB pour l'exécuter. L'application est compilée dans un fichier exécutable qui installe une copie de l'environnement d'exécution MATLAB.
Panneau de configuration de l'analyse GNSS
Le panneau de configuration de GNSS Analysis, illustré à la figure 2, vous permet de gérer les fonctionnalités de l'application, telles que :
- Sélectionnez les satellites à afficher.
- Contrôlez la position, la vitesse et l'heure (PVT) de référence utilisées pour calculer les erreurs de mesure.
- Générer des rapports d'analyse
- Définissez une fenêtre dans les données entre les heures de début et de fin.
)
Figure 2. Panneau de configuration de GNSS Analysis
Tracés interactifs de l'analyse GNSS
L'application GNSS Analysis fournit des tracés interactifs organisés en colonnes de radiofréquence (RF), d'horloges et de mesures, comme illustré dans la figure 3.
)
Figure 3. Application GNSS Analysis affichant des tracés interactifs.
La colonne "RF" affiche les données suivantes :
- Pour chaque constellation, les quatre satellites dont les signaux sont les plus forts.
- Pour chaque satellite, le graphique temporel de la densité porteuse/bruit (C/No).
- Le skyplot des positions des satellites.
La colonne "Horloge" affiche les données suivantes :
- Pseudodistances.
Fréquence de décalage de l'horloge du récepteur, calculée à l'aide de l'une des positions de référence suivantes :
- Position moyenne calculée automatiquement.
- Latitude, longitude et altitude saisies par l'utilisateur.
- Fichier NMEA (National Marine Electronics Association) avec PVT de référence de vérité.
Décalage de l'horloge de secours qui conserve l'heure lorsque le récepteur réinitialise le cycle d'activité de l'oscillateur principal.
La colonne "Mesures" affiche les données suivantes :
- Résultats de position des moindres carrés pondérés obtenus à partir des pseudodistances brutes. La pondération est effectuée à l'aide de l'incertitude signalée de chaque mesure, qui fait partie de la spécification de l'API de mesure brute.
- Erreurs de chaque pseudodistance pour chaque mesure.
Erreurs de chaque taux de pseudodistance pour chaque mesure.
Rapport de test de l'analyse GNSS
GNSS Analysis peut générer un rapport de test, comme illustré dans la figure 4, qui évalue l'implémentation de l'API, le signal reçu, le comportement de l'horloge et la précision des mesures. Pour chaque cas, l'application indique si le récepteur a réussi ou échoué au test en fonction des performances mesurées par rapport à des benchmarks connus. Le rapport de test est utile aux fabricants d'appareils, qui peuvent l'utiliser pour itérer la conception et l'implémentation de nouveaux appareils. Pour générer le rapport de test, cliquez sur Make Report (Créer un rapport).
Figure 4. Rapport de test GNSS Analysis
L'onglet Compare (Comparer) fournit un comparatif, illustré à la figure 5, du rapport C/No de plusieurs fichiers journaux GNSS, ce qui est utile pour comparer les performances RF de plusieurs appareils.
Figure 5. Comparaison côte à côte des données C/No de plusieurs fichiers journaux
Le code source vous intéresse ? Le projet d'outil de mesure GPS fournit un exemple MATLAB Open Source que vous pouvez utiliser pour effectuer les actions suivantes à l'aide des signaux de la constellation GPS :
- Lire les données capturées avec l'application exemple GNSS Logger.
- Calculer et visualiser les pseudodistances.
- Calculez la position et la vitesse des moindres carrés pondérés.
- Affichez et analysez la phase de la porteuse.
Notes de version de l'application GNSS Analysis v4.6.0.1
La version 4.6.0.1 de l'application GNSS Analysis inclut les mises à jour suivantes :
- Création de GnssAnalysisTool sur Matlab R2022a, donnant accès à de nouvelles fonctionnalités :
- La fenêtre d'état défile automatiquement : le dernier message d'état est toujours visible.
- Ajout d'un tableau de comparaisons C/N0, par constellation, et comparaison de L1 à L5.
- Ajout d'un tracé résiduel du taux de pseudodistance.
- Les onglets distincts pour les PVT de référence fixes ou mobiles ont été supprimés, ce qui permet de voir plus facilement quel type de PVT de référence a été sélectionné.
- Les résultats de "Créer un rapport" ont été déplacés du format HTML vers la fenêtre d'état.
- Suppression de l'onglet "Planificateur de missions". Veuillez utiliser gnssmissionplanning.com/ ou www.gnssplanning.com/.
- Correction de problèmes liés à l'analyse des fichiers d'observation RINEX.
- Utilisation de la source d'éphémérides NASA CDDIS pour le GPS et le GLO lorsque BKG ne fonctionne pas.
- Passage de igs.bkg.bund.de à igs-ftp.bkg.bund.de
- Ne quittez pas l'analyse si le téléchargement des éphémérides GAL, QZSS ou BDS échoue.
- Créer une analyse CNo de l'antenne même si le chipset n'est pas compatible avec BaseBandCNo
Manuel d'installation et d'utilisation.
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Vous trouverez des réponses aux questions fréquentes dans les questions fréquentes sur les outils d'analyse GNSS.