מדידות של GNSS גולמיות

Android Framework מספק גישה למדידות GNSS גולמיות במספר מכשירי Android.

הכלים זמינים במאגר GPS Measurement Tools ב-GitHub, שכולל את קוד המקור של גרסה ראשונית של GnssLogger ואת קובצי ההפעלה של אפליקציית GNSS Analysis למחשב ל-Linux, ל-Windows ול-macOS. מדריך התקנה ומדריך למשתמש.

Google Smartphone Decimeter Challenge

Google, מחלקת הלוויינים של Institute of Navigation ו-Kaggle הן נותני החסות של Smartphone Decimeter Challenge השלישי ב-ION GNSS+. התחרות תתחיל ב-12 בספטמבר 2023 ותסתיים ב-23 במאי 2024. יותר מ-150 נתיבי מעקב חדשים, שכוללים מדידות GNSS גולמיות, נתוני חיישנים ונתוני 'אמת קרקעית' מדויקים, יהיו זמינים לכולם. ההשתתפות בתחרות פתוחה לכולם. מומלץ לשלוח תקציר לסשן בשם 'Smartphone Decimeter Challenge' שיתקיים ב-ION GNSS+ 2024.

מידע נוסף, כולל כללים ותקנות, זמין בדף התחרות ב-Kaggle שיתחיל לפעול ב-12 בספטמבר 2023 בשעה 15:30 (שעון MDT).

מכשירי Android שתומכים במדידות גולמיות של GNSS

תמיכה במדידות GNSS גולמיות חובה במכשירים עם Android מגרסה 10 (רמת API‏ 29) ואילך. במכשירי Android מגרסה 9 (API ברמה 28) ומטה, חובה לתמוך במדידות גולמיות של GNSS בכל מכשירי Android שכוללים גרסת חומרה 2016 ואילך. נכון לעכשיו, ביותר מ-90% מהטלפונים הקיימים עם Android מדידה גולמית.

התמיכה בחלק משדות המדידה הגולמיים של GNSS היא אופציונלית ועשויה להשתנות בהתאם לערכת השבבים של GNSS שבה נעשה שימוש. דוגמאות לשדות האלה:

• קצב פסאודדורנג ופסאודדורנג'.
• הודעת ניווט.
• ערך של בקר רווח אוטומטי (AGC).
• טווח הדלתה המצטבר (ADR) או שלב המוביל.

בטבלה הבאה מפורטות כמה דוגמאות למכשירים עם Android, ומוצגת רמת התמיכה שלהם במדידות GNSS גולמיות:

דגם	גרסת Android	AGC	ADR (שלב הספק)	L5	מערכות גלובליות
Google Pixel 4/5/6/7	12	כן	כן	כן	GPS גלו GAL BDS QZS
Xiaomi Mi 9	9	כן	לא	כן	GPS GLO GAL BDS QZS
Xiaomi Mi 8	8.1	לא	כן	כן	GPS GLO GAL BDS QZS
Huawei P30 Pro	9	לא	כן	כן	GPS גלו GDS BDS
Huawei Mate 20	9	לא	כן	כן	GPS GLO GAL BDS
One Plus 7 Pro	9	כן	לא	כן	GPS גלו GAL
One Plus 7	9	כן	לא	כן	GPS GLO GAL
Samsung Galaxy S20/S21 Ultra (Exynos)*	12	כן	כן	כן	GPS GLO GAL BDS QZS
Samsung Galaxy S9‏ (Exynos)*	8.0	לא	כן	לא	GPS GLO GAL QZS
Samsung Galaxy S9+‎	8.0	לא	לא	לא	GPS GLO GAL

^* הגרסה של Samsung Galaxy Exynos מספקת תמיכה ב-ADR בשנים האחרונות. עדיין אין תמיכה ב-ADR בגרסה של Samsung Snapdragon.

למידע נוסף על ההגדרות של שדות מדידה גולמיים שמסופקים על ידי מכשירי Android, ראו ניווט גלובלי מערכות לווייניות.

יצרני ציוד מקורי (OEM), מפתחים וחוקרים יכולים להשתמש בכלים שבדף הזה כדי לבדוק עיצובים חדשים של טלפונים, לאמת את הפונקציונליות, לפתח אלגוריתמים חדשים, להעריך שיפורים בהטמעת מערכת ה-GNSS וגם לפתח אפליקציות עם ערך מוסף.

קוד לדוגמה של לקוח SUPL

Suplclient הוא קוד לדוגמה שמשתמש ב-supl.google.com כדי לקבל נתוני EPHEMERIS בזמן אמת. בכיתה SuplTester מופיעה דוגמה לשימוש בפרויקט הלקוח של SUPL. הרכיב SuplTester מגדיר את מפרטי החיבור של SUPL TCP, ולאחר מכן, בקווי רוחב ואורך נתונים, נשלחת בקשת LPP WEBL ומדפיסים את התגובה של שרת WEBL.

מידע על כיול האנטנה

החל מ-Android 11 (רמת API 30), אפשר להשתמש בכיתה GnssAntennaInfo כדי לגשת למאפייני האנטנה, כמו קואורדינטות של סטייה ממרכז הפאזה (PCO), תיקונים של תנודות במרכז הפאזה (PCV) ותיקונים של שיפור האות. אפשר להחיל את התיקונים האלה על המדידות הגולמיות כדי לשפר את הדיוק.

כשמשתמשים ב-GnssAntennaInfo, חשוב לזכור את התנהגויות המערכת הבאות. הם נועדו לשפר את פרטיות המשתמש.

• המאפיינים שסופקו על ידי ה-API הזה ספציפיים רק לדגם המכשיר, ולא למכשיר ספציפי.

רישום מדידות גולמיות ביומן

אפשר להשתמש ב-Android Studio כדי ליצור אפליקציה שמצלמת מדידות GNSS גולמיות ונתוני מיקום אחרים, ומתעדת אותם בקובץ יומן. דוגמה לקוד מקור של אפליקציה כזו מופיעה במאמר כלים למדידת GPS.

GNSSLogger של Google היא אפליקציה לדוגמה שפותחה באמצעות הפונקציונליות הזו. כדי לקבל פלט GNSS באפליקציה לדוגמה, המכשיר צריך לתמוך ב-GNSS גולמי מדידות.

אחרי שתתעדו את יומן GNSS באמצעות יומן GNSS, אפשר להעתיק אותו מהמכשיר למחשב. מתוך GNSS Logger אפשר לשלוח את הקבצים לאימייל או לשמור אותם ב-Google Drive. לחלופין, אפשר לשמור את הקבצים באמצעות אפליקציית ניהול הקבצים במכשיר, או להשתמש בממשק הגישור של Android‏ (ADB) כפי שמוסבר בקטע העתקת קבצים למכשיר או ממנו.

ניתוח מדידות גולמיות

אפליקציית GNSS Analysis קוראת את המדידות הגולמיות של ה-GPS/GNSS שנאספו על ידי ה-GNSS Logger, ומשתמשת בהן כדי לנתח את התנהגות מקלט ה-GNSS, כפי שמוצג באיור 1.

אפשר להוריד את האפליקציה למערכות Linux,‏ Windows ו-macOS.

איור 1. השירות GNSS Logger אוסף את המדידות שניתנות לשימוש בניתוח GNSS.

אפליקציית GNSS Analysis מבוססת על MATLAB, אבל אין צורך ב-MATLAB כדי להריץ אותה. האפליקציה מקובצת לקובץ הפעלה שמתקין עותק של MATLAB Runtime.

לוח הבקרה של ניתוח GNSS

בלוח הבקרה של ניתוח ה-GNSS, שמוצג באיור 2, אפשר לנהל את התכונות של האפליקציה, למשל:

• בוחרים אילו לוויינים יוצגו.
• שליטה במיקום, במהירות ובזמן (PVT) של נקודת העזר המשמשים לחישוב שגיאות המדידה.
• יצירת דוחות ניתוח.
• מגדירים חלון בנתונים בין שעת ההתחלה לשעת הסיום.

)

איור 2. לוח הבקרה של ניתוח GNSS

תרשימים אינטראקטיביים של ניתוח GNSS

אפליקציית הניתוח של GNSS מספקת תרשימים אינטראקטיביים שמסודרים בתדרי רדיו (RF), שעונים ומדידות, כפי שמוצג באיור 3.

)

איור 3. אפליקציית הניתוח של GNSS שמציגה גרפים אינטראקטיביים.

בעמודה RF מוצגים הנתונים הבאים:

• בכל קבוצת כוכבים, ארבעת הלוויינים עם האותות הגבוהים ביותר.
• עבור כל לוויין, תרשים הזמן של הספק עד צפיפות הרעש (C/לא).
• מפת השמיים של מיקומי הלוויינים.

בעמודת השעון מוצגים הנתונים הבאים:

• טווחי הפסאודו.

• תדירות ההיסט של שעון המקלט, שמחושבת באמצעות אחד ממיקומי העזר הבאים:

  • המיקום הממוצע מחושב באופן אוטומטי.
  • קו הרוחב, קו האורך והגובה שהוזנו על ידי המשתמש.
  • קובץ של National Marine Electronics Association‏ (NMEA) עם PVT של אמת.

• ההיסט של שעון המתנה ששומר את הזמן כשהמקלט מאפס את מחזור העבודה של המעורר הראשי.

בעמודת המדידות מוצגים הנתונים הבאים:

• התוצאות של מיקום הריבועים המשוקללים הפחותים ביותר שהתקבלו מהנתונים הגולמיים פסאודו-טווחים. השיוך מתבצע לפי רמת אי-הבהירות שדווחה לגבי כל מדידה, שהיא חלק מפרטי המפרט של ממשק ה-API לנתוני מדידה גולמיים.
• השגיאות של כל טווח פסאודו לכל מדידה.

• השגיאות בכל קצב פסאודו-טווח בכל מדידה.

דוח בדיקה של ניתוח GNSS

ניתוח GNSS יכול ליצור דוח בדיקה, כפי שמוצג באיור 4, שמבצע הערכה הטמעת API, אות שנקלט, התנהגות השעון ומדידה מדויקות. בכל מקרה, האפליקציה מדווחת אם המכשיר עבר את הבדיקה או נכשל בה, על סמך הביצועים שנמדדים בהשוואה למדדי ביצועים ידועים. הבדיקה דוח שימושי ליצרני מכשירים, שיכולים להשתמש בו בזמן שהם מבצעים באמצעות תכנון והטמעה של מכשירים חדשים. כדי ליצור את דוח הבדיקה, לוחצים על Make Report.

איור 4. דוח בדיקה של ניתוח GNSS

הכרטיסייה השוואה מציגה זו לצד זו השוואה, שמוצגת באיור 5, C/No מכמה קובצי יומן של GNSS, והוא שימושי כשמשווים בין ה-RF של מספר מכשירים.

איור 5. השוואה של נתוני C/No מכמה קובצי יומנים זה לצד זה

רוצים לבדוק את קוד המקור? בפרויקט הכלי למדידת GPS יש דוגמה בקוד פתוח ל-MATLAB שאפשר להשתמש בה כדי לבצע את הפעולות הבאות באמצעות אותות של קבוצת לווייני GPS:

• קריאת נתונים שתועדו באמצעות אפליקציית הדוגמה של GNSS Logger.
• חישוב של טווחי פסאודו והצגה חזותית שלהם.
• חישוב המיקום והמהירות המשוקללים לפי הריבועים הקטנים ביותר.
• הצגה וניתוח של שלב הספק.

נתוני הגרסה של אפליקציית GNSS Analysis בגרסה 4.6.0.1

אפליקציית GNSS Analysis בגרסה 4.6.0.1 כוללת את העדכונים הבאים:

• כלי GnssAnalysisTool נוצר ב-Matlab R2022a, ומאפשר גישה לתכונות חדשות:
• חלון הסטטוס גולל אוטומטית: הודעת הסטטוס האחרונה תמיד גלויה.
• נוספה טבלה של השוואות בין C/N0 לפי קבוצת כוכבים, והשוואה בין L1 ל-L5.
• נוסף תרשים שיורי עם קצב פסאודונימיזציה.
• הוסרו כרטיסיות נפרדות לקובץ העזר PVT או להעברה, כדי שיהיה קל יותר לראות איזה סוג של קובץ עזר של PVT נבחר.
• הועברו התוצאות של 'יצירת דוח' מ-HTML לחלון הסטטוס.
• הכרטיסייה 'תכנון משימות' הוסרה. השתמשו בכתובת gnssmissionplanning.com/ או www.gnssplanning.com/.
• תיקונים שקשורים לניתוח קובץ תצפית של RINEX.
• חזרה למקור האפמריס של NASA CDDIS ל-GPS ול-GLO, כש-BKG לא פועל.
• מעבר מ-igs.bkg.bund.de אל igs-ftp.bkg.bund.de
• אל תצאו מהניתוח אם ההורדה של נתוני האפמריס של GAL,‏ QZSS או BDS נכשלת.
• יצירת ניתוח של CNo של אנטנה גם אם ערכת השבבים לא תומכת ב-BaseBandCNo

מדריך התקנה ומדריך למשתמש.

שליחת משוב

אנחנו רוצים לשפר את התמיכה ב-GNSS ב-Android. אפשר לדווח לנו על כל בעיה עם תמיכה ב-GNSS ב-Android באמצעות הבעיה GNSS מכשיר מעקב. לפני הפרסום, כדאי לבדוק אם הבעיה כבר טופלה בשאלות הנפוצות.

אם השתמשת בכלי הניתוח של GNSS, עליך להשיב על סקר קצר. אם יש לכם שאלות נוספות או בקשה לתמיכה, תוכלו לעיין במשאבי התמיכה למפתחים.

תשובות לשאלות נפוצות זמינות בשאלות נפוצות בנושא כלי הניתוח של GNSS.