Đo lường GNSS thô

Khung Android cung cấp quyền truy cập vào các phép đo GNSS thô trên nhiều thiết bị Android.

Bạn có thể tìm thấy các công cụ này trong kho lưu trữ Công cụ đo lường GPS trên GitHub, bao gồm mã nguồn của phiên bản sơ bộ của GnssLogger và các tệp thực thi cho ứng dụng Phân tích GNSS trên máy tính dành cho Linux, Windows và macOS. Hướng dẫn cài đặt và hướng dẫn sử dụng.

Thử thách Decimeter trên điện thoại thông minh của Google

Google, Ban vệ tinh của Viện Điều hướng và Kaggle đang tài trợ cho Cuộc thi Smartphone Decimeter lần thứ 3 tại ION GNSS+. Cuộc thi bắt đầu từ ngày 12 tháng 9 năm 2023 và kết thúc vào ngày 23 tháng 5 năm 2024. Hơn 150 dấu vết mới chứa các phép đo GNSS thô, dữ liệu cảm biến và thông tin thực tế chính xác trên mặt đất sẽ được cung cấp công khai. Mọi người đều có thể tham gia cuộc thi này. Chúng tôi khuyến khích người tham gia gửi bản tóm tắt cho phiên có tiêu đề "Thử thách trên điện thoại thông minh" sự kiện này sẽ diễn ra tại ION GNSS+ 2024.

Để biết thêm thông tin, bao gồm cả các quy tắc và quy định, hãy truy cập vào trang cuộc thi trên Kaggle. Trang này sẽ ra mắt lúc 3:30 chiều ngày 12 tháng 9 năm 2023 (giờ MDT).

Các thiết bị Android hỗ trợ phép đo GNSS thô

Bạn bắt buộc phải hỗ trợ hoạt động đo lường GNSS thô trên các thiết bị chạy Android 10 (API cấp 29) trở lên. Trên Android 9 (API cấp 28) trở xuống, tất cả thiết bị Android có phần cứng từ năm 2016 trở lên đều bắt buộc phải hỗ trợ tính năng đo lường GNSS thô. Hiện tại, hơn 90% điện thoại Android hiện có có số liệu đo lường thô.

Một số trường đo lường GNSS thô là không bắt buộc và có thể khác nhau tuỳ theo bộ vi mạch GNSS được sử dụng. Ví dụ về các trường này bao gồm:

• Tỷ lệ pseudOrange và pseudorange.
• Thông báo điều hướng.
• Giá trị của Bộ điều khiển độ lợi tự động (AGC).
• Phạm vi delta tích luỹ (ADR) hoặc pha sóng mang.

Bảng dưới đây liệt kê một số ví dụ về các thiết bị chạy Android và cho thấy mức độ hỗ trợ của các phép đo GNSS thô của các thiết bị này:

Mẫu	Phiên bản Android	Thu gom rác (AGC)	ADR (giai đoạn sóng mang)	5C	Hệ thống toàn cầu
Google Pixel 4/5/6/7	12	có	có	có	GPS GLO GAL BDS QZS
Xiaomi Mi 9	9	có	không	có	GPS GLO GAL BDS QZS
Xiaomi Mi 8	8.1	không	có	có	GPS GLO GAL BDS QZS
Huawei P30 Pro	9	không	có	có	GPS GLO GAL BDS
Huawei Mate 20	9	không	có	có	GPS GLO GAL BDS
One Plus 7 Pro	9	có	không	có	GPS GLO GAL
Một nhân 7	9	có	không	có	GPS GLO GAL
Samsung Galaxy S20/S21 Ultra (Exynos)*	12	có	có	có	GPS GLO GAL BDS QZS
Samsung Galaxy S9 (Exynos)*	8.0	không	có	không	GPS GLO GAL QZS
Samsung Galaxy S9+	8.0	không	không	không	GPS GLO GAL

^* Phiên bản Samsung Galaxy Exynos cung cấp ADR trong những năm gần đây. Phiên bản Samsung Snapdragon chưa cung cấp ADR.

Để biết thêm thông tin về định nghĩa của các trường đo lường thô do thiết bị Android cung cấp, hãy xem phần Hệ thống vệ tinh điều hướng toàn cầu.

Nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM), nhà phát triển và nhà nghiên cứu có thể sử dụng các công cụ trong trang này để kiểm thử thiết kế điện thoại mới, xác thực chức năng, phát triển thuật toán mới, đánh giá các điểm cải tiến trong việc triển khai hệ thống GNSS cũng như xây dựng các ứng dụng có giá trị gia tăng.

Mã mẫu ứng dụng supL

Suplclient là mã mẫu truy cập supl.google.com để thu thập thông tin theo thời gian thực. Lớp SuplTester cung cấp một ví dụ về cách sử dụng Dự án ứng dụng supL. SuplTester thiết lập thông số kỹ thuật kết nối TCP SUPL, sau đó tại một vĩ độ và kinh độ nhất định, gửi yêu cầu SUPL LPP và in phản hồi của máy chủ SUPL.

Thông tin hiệu chỉnh ăng-ten

Kể từ Android 11 (API cấp 30), bạn có thể sử dụng Lớp GnssAntennaInfo để truy cập đặc điểm ăng-ten, chẳng hạn như: toạ độ lệch tâm pha (PCO), pha điều chỉnh biến thiên trung tâm (PCV) và điều chỉnh độ khuếch đại tín hiệu. Bạn có thể áp dụng các giá trị hiệu chỉnh này cho các phép đo thô để cải thiện độ chính xác.

Khi sử dụng GnssAntennaInfo, hãy lưu ý các hành vi hệ thống sau đây. Các tính năng này được thiết kế để tăng cường quyền riêng tư của người dùng.

• Các đặc điểm do API này cung cấp chỉ dành riêng cho thiết bị mẫu thiết bị chứ không phải một thiết bị riêng lẻ.

Ghi lại các phép đo thô

Bạn có thể dùng Android Studio để tạo một ứng dụng ghi lại dữ liệu đo lường GNSS thô và các dữ liệu vị trí khác rồi ghi nhật ký chúng vào một tệp. Để biết ví dụ về mã nguồn của một ứng dụng như vậy, hãy xem Công cụ đo lường GPS.

Google GNSSLogger là một ứng dụng mẫu được phát triển bằng chức năng này. Để nhận kết quả GNSS bằng ứng dụng mẫu, thiết bị của bạn phải hỗ trợ các phép đo GNSS thô.

Sau khi thu thập nhật ký GNSS bằng Trình ghi GNSS, bạn có thể sao chép nhật ký từ thiết bị sang máy tính của bạn để phân tích thêm. Từ trong GNSS Logger bạn có thể gửi tệp cho chính mình qua email hoặc lưu vào Google Drive. Ngoài ra, bạn có thể lưu các tệp bằng ứng dụng quản lý tệp trên thiết bị hoặc sử dụng Cầu gỡ lỗi Android (ADB) như được giải thích trong phần Sao chép tệp vào/từ thiết bị.

Phân tích phép đo thô

Ứng dụng Phân tích GNSS đọc các phép đo thô GPS/GNSS do Trình ghi GNSS thu thập và sử dụng các phép đo này để phân tích hành vi của bộ thu GNSS, như minh hoạ trong hình 1.

Bạn có thể tải ứng dụng xuống cho các hệ thống Linux, Windows và macOS.

Hình 1. Trình ghi GNSS thu thập các phép đo mà Phân tích GNSS có thể sử dụng.

Ứng dụng GNSS Analysis được xây dựng dựa trên MATLAB, nhưng bạn không cần để MATLAB chạy nó. Ứng dụng được biên dịch thành tệp thực thi để cài đặt một của MATLAB Runtime.

Bảng điều khiển phân tích GNSS

Bảng điều khiển Phân tích GNSS (như trong hình 2) cho phép bạn quản lý các tính năng của ứng dụng, chẳng hạn như:

• Chọn vệ tinh sẽ hiển thị.
• Kiểm soát vị trí tham chiếu, vận tốc và thời gian (PVT) dùng để tính toán lỗi đo lường.
• Tạo báo cáo phân tích.
• Xác định một khoảng thời gian trong dữ liệu giữa thời gian bắt đầu và kết thúc.

)

Hình 2. Bảng điều khiển Phân tích GNSS

Biểu đồ tương tác của Phân tích GNSS

Ứng dụng Phân tích GNSS cung cấp các ô tương tác được sắp xếp theo tần số vô tuyến (RF), đồng hồ và cột đo lường, như minh hoạ trong hình 3.

)

Hình 3. Ứng dụng Phân tích GNSS hiển thị các biểu đồ tương tác.

Cột RF (tần số vô tuyến) hiển thị những dữ liệu sau:

• Đối với mỗi chòm sao, 4 vệ tinh có tín hiệu mạnh nhất.
• Đối với mỗi vệ tinh, biểu đồ thời gian của mật độ tín hiệu mang đến nhiễu (C/No).
• Biểu đồ bầu trời về vị trí vệ tinh.

Cột đồng hồ hiển thị những dữ liệu sau:

• Các lớp giả.

• Tần suất bù trừ của đồng hồ nhận, được tính bằng cách sử dụng một trong các vị trí tham chiếu sau:

  • Vị trí trung bình được tính tự động.
  • Vĩ độ, kinh độ và độ cao do người dùng nhập.
  • Tệp của Hiệp hội Điện tử Hàng hải Quốc gia Hoa Kỳ (NMEA) có tài liệu tham khảo đáng tin cậy PVT.

• Độ lệch của đồng hồ ở chế độ chờ giúp giữ thời gian khi bộ thu đặt lại chu kỳ làm việc của dao động chính.

Cột đo lường hiển thị dữ liệu sau:

• Kết quả vị trí bình phương tối thiểu có trọng số thu được từ các khoảng thời gian giả nguyên. Việc điều chỉnh trọng số được thực hiện bằng cách sử dụng độ không chắc chắn được báo cáo của từng phép đo, đây là một phần của thông số kỹ thuật API đo lường thô.
• Sai số của mỗi phạm vi giả cho mỗi lần đo.

• Sai số của từng tốc độ dải giả cho mỗi lần đo.

Báo cáo thử nghiệm Phân tích GNSS

Công cụ Phân tích GNSS có thể tạo ra một báo cáo kiểm thử (như trong hình 4) đánh giá cách triển khai API, tín hiệu đã nhận, hành vi của đồng hồ và hoạt động đo lường của bạn. Đối với mỗi trường hợp, ứng dụng sẽ báo cáo liệu trình thu nhận có vượt qua hay không vượt qua được quy trình kiểm thử dựa trên hiệu suất được đo lường theo các điểm chuẩn đã biết. Thử nghiệm báo cáo hữu ích cho các nhà sản xuất thiết bị, họ có thể sử dụng báo cáo này khi họ lặp lại thông qua việc thiết kế và triển khai các thiết bị mới. Để tạo kiểm thử báo cáo vi phạm, hãy nhấp vào Tạo báo cáo.

Hình 4. Báo cáo kiểm thử Phân tích GNSS

Thẻ So sánh cung cấp phép so sánh song song, như trong hình 5, trong C/No trong một số tệp nhật ký GNSS, rất hữu ích khi so sánh RF hiệu suất của một số thiết bị.

Hình 5. So sánh song song dữ liệu C/Không có từ một số tệp nhật ký

Bạn quan tâm đến mã nguồn? Dự án công cụ đo lường GPS cung cấp một ví dụ MATLAB nguồn mở mà bạn có thể sử dụng để thực hiện các thao tác sau bằng tín hiệu của hệ thống vệ tinh GPS:

• Đọc dữ liệu được thu thập bằng ứng dụng mẫu Trình ghi GNSS.
• Tính toán và trực quan hoá phạm vi giả.
• Tính vị trí và vận tốc bình phương tối thiểu có trọng số.
• Xem và phân tích giai đoạn nhà mạng.

Ghi chú phát hành của ứng dụng GNSS Analysis v4.6.0.1

Ứng dụng Phân tích GNSS phiên bản 4.6.0.1 có các bản cập nhật sau:

• Xây dựng GnssAnalysisTool trên Matlab R2022a, cho phép truy cập vào các tính năng mới:
• Cửa sổ trạng thái tự động cuộn: thông báo trạng thái mới nhất luôn hiển thị.
• Thêm bảng so sánh C/N0 theo chòm sao và so sánh L1 với L5.
• Thêm biểu đồ dư tỷ lệ trong phạm vi giả.
• Xoá các thẻ riêng biệt cho PVT tham chiếu cố định hoặc đang di chuyển, giúp bạn dễ dàng biết được loại PVT tham chiếu nào đã được chọn.
• Di chuyển kết quả "Tạo báo cáo" từ HTML sang Cửa sổ trạng thái.
• Xoá thẻ Trình lập kế hoạch nhiệm vụ. Vui lòng sử dụng gnssmissionplanning.com/ hoặc www.gnssplanning.com/.
• Các bản sửa lỗi liên quan đến việc phân tích cú pháp tệp Quan sát RINEX.
• Dự phòng nguồn dữ liệu thiên văn CDDIS của NASA cho GPS và GLO khi BKG không hoạt động.
• Di chuyển từ igs.bkg.bund.de sang igs-ftp.bkg.bund.de
• Không thoát quy trình phân tích nếu không tải xuống được bộ hồ sơ GAL, QZSS hoặc BDS.
• Tạo bản phân tích Antenna CNo ngay cả khi chipset không hỗ trợ BaseBandCNo

Hướng dẫn cài đặt và sử dụng.

Gửi ý kiến phản hồi

Chúng tôi muốn cải thiện khả năng hỗ trợ GNSS trên Android. Hãy cho chúng tôi biết nếu bạn gặp vấn đề với sự hỗ trợ GNSS trên Android bằng cách sử dụng vấn đề GNSS công cụ theo dõi. Vui lòng kiểm tra xem vấn đề của bạn đã được giải quyết trong phần Câu hỏi thường gặp hay chưa trước khi đăng.

Nếu bạn đã sử dụng các công cụ Phân tích GNSS, vui lòng cung cấp ý kiến phản hồi bằng cách trả lời một bản khảo sát ngắn. Nếu bạn có câu hỏi khác hoặc yêu cầu hỗ trợ, hãy xem Tài nguyên hỗ trợ nhà phát triển.

Bạn có thể tìm thấy câu trả lời cho các câu hỏi thường gặp trong Công cụ phân tích GNSS Câu hỏi thường gặp.