GNSS 原始测量数据

Android 框架支持在多款 Android 设备上访问原始 GNSS 测量数据。

您可以在 GitHub 上的 GPS 测量工具代码库中找到这些工具，其中包括 GnssLogger 初步版本的源代码以及适用于 Linux、Windows 和 macOS 的桌面 GNSS 分析应用的可执行文件。安装和用户手册。

Google 智能手机分米级挑战赛

Google、美国导航学会 (ION) 卫星分会和 Kaggle 正在赞助 ION GNSS+ 上的第三届智能手机分米级挑战赛。比赛将于 2023 年 9 月 12 日开始，并于 2024 年 5 月 23 日结束。我们将公开发布 150 多个新轨迹，其中包含原始 GNSS 测量数据、传感器数据和精确的标准答案。本次比赛面向所有人开放。我们鼓励参赛者向 ION GNSS+ 2024 上名为“智能手机分米级挑战赛”的会议提交摘要。

如需了解更多信息（包括规则和规定），请访问 Kaggle 上的竞赛页面，该页面将于 2023 年 9 月 12 日下午 3:30（美国山区夏令时）上线。

支持 GNSS 原始测量数据的 Android 设备

在搭载 Android 10（API 级别 29）或更高版本的设备上，必须支持原始 GNSS 测量。在 Android 9（API 级别 28）及更低版本中，所有包含 2016 年或更新硬件的 Android 设备都必须支持原始 GNSS 测量。目前，超过 90% 的现有 Android 手机都具有原始测量数据。

对某些原始 GNSS 测量字段的支持是可选的，并且可能会因所使用的 GNSS 芯片组而异。这些字段的示例包括：

• 伪距和伪距率。
• 导航消息。
• 自动增益控制器 (AGC) 值。
• 累积增量范围 (ADR) 或载波相位。
• 多频支持

Pixel、Motorola、Samsung、Xiaomi、OnePlus 和其他主要手机制造商的大多数旗舰手机都已支持 L1 和 L5 频率。Pixel 旗舰手机以及其他主要手机制造商生产的不使用 Qualcomm Snapdragon 芯片组的旗舰手机，都会在原始测量数据中提供 ADR（载波相位）。

“众包 Android 设备的 GNSS 功能”一文引用了一个由社区贡献的不同 Android 设备的 GNSS 功能数据库。

如需详细了解 Android 设备提供的原始测量字段的定义，请参阅全球导航卫星系统。

原始设备制造商 (OEM)、开发者和研究人员可以利用本页中的工具来测试新的手机设计、验证功能、开发新算法、评估对 GNSS 系统实现的改进以及构建增值应用。

SUPL 客户端代码示例

Suplclient 是访问 supl.google.com 以获取实时星历的代码示例。SuplTester 类提供了关于如何使用 SUPL 客户端项目的示例。SuplTester 会设置 SUPL TCP 连接规范，然后在指定的经纬度发送 LPP SUPL 请求并输出 SUPL 服务器响应。

天线校准信息

从 Android 11（API 级别 30）开始，您可以使用 GnssAntennaInfo 类访问天线特性，例如：相位中心偏移 (PCO) 坐标、相位中心变化 (PCV) 校正和信号增益校正。这些校正可应用于原始测量值，以提高准确性。

使用 GnssAntennaInfo 时，请注意以下系统行为。它们旨在加强用户隐私保护。

• 此 API 提供的特征仅特定于设备型号，而非单个设备。

记录原始测量数据

您可以使用 Android Studio 构建一款应用，用于捕获原始 GNSS 测量数据和其他位置数据，并将其记录到文件中。如需查看此类应用的示例源代码，请参阅 GPS 测量工具。

Google GNSSLogger 是一款利用此功能开发的示例应用。如需通过示例应用获取 GNSS 输出，您的设备必须支持原始 GNSS 测量。

使用 GNSS Logger 捕获 GNSS 日志后，您可以将日志文件从设备复制到计算机，以便进一步分析。在 GNSS Logger 中，您可以通过电子邮件将文件发送给自己，也可以将文件保存到 Google 云端硬盘。或者，您也可以使用设备上的文件管理应用保存文件，或使用 Android 调试桥 (ADB)，如将文件复制到设备/从设备复制文件中所述。

分析原始测量数据

GNSS Analysis 应用会读取 GNSS Logger 收集的 GPS/GNSS 原始测量数据，并使用这些数据来分析 GNSS 接收器的行为，如图 1 所示。

您可以下载适用于 Linux、Windows 和 macOS 系统的应用。

图 1. GNSS Logger 会收集可供 GNSS Analysis 使用的测量数据。

GNSS Analysis 应用基于 MATLAB 构建，但您无需安装 MATLAB 即可运行该应用。该应用会被编译成一个可执行文件，用于安装 MATLAB Runtime 的副本。

GNSS Analysis 控制台

通过 GNSS Analysis 控制面板（如图 2 所示），您可以管理应用功能，例如：

• 选择显示哪些卫星。
• 控制用于计算测量误差的参考位置、速度和时间 (PVT)。
• 生成分析报告。
• 定义开始到结束的数据测量时间窗口。

图 2. GNSS Analysis 控制台

GNSS Analysis 互动图

GNSS 分析应用提供按射频 (RF)、时钟和测量列整理的交互式图，如图 3 所示。

图 3. GNSS Analysis 应用显示交互式图表。

RF 列显示以下数据：

• 每个卫星群中信号最强的 4 颗卫星。
• 每颗卫星的载波噪声密度比 (C/No) 时间图。
• 卫星分布天空图。

时钟列显示以下数据：

• 伪距。

• 接收器时钟的偏移频率，使用以下参考位置之一计算得出：

  • 自动计算的平均位置。
  • 用户输入的纬度、经度和海拔。
  • 包含真实参考 PVT 的美国国家海洋电子协会 (NMEA) 文件。

• 当接收器重置主振荡器的占空比时，保持时间的备用时钟的偏移量。

测量数据列显示以下数据：

• 从原始伪距获得的加权最小二乘位置结果。加权是使用每个测量值的报告不确定性完成的，这是原始效果衡量 API 规范的一部分。
• 每次测量的每个伪距的误差。

• 每次测量的每个伪距率的误差。

GNSS Analysis 测试报告

GNSS Analysis 可以生成测试报告（如图 4 所示），用于评估 API 实现、接收到的信号、时钟行为和测量准确性。对于每种情况，应用都会根据测得的性能与已知基准的对比情况，报告接收器是否通过了测试。测试报告对设备制造商非常有用，他们可以在迭代新设备的设计和实现时使用该报告。如需生成测试报告，请点击生成报告。

图 4. GNSS 分析测试报告

比较标签页提供了多个 GNSS 日志文件中的 C/No 的对照比较（如图 5 所示），这在比较多个设备的 RF 性能时非常有用。

图 5. 多个日志文件中的 C/No 数据对照比较

对源代码感兴趣？GPS 测量工具项目提供了一个开源 MATLAB 示例，您可以使用该示例通过 GPS 星座信号执行以下操作：

• 读取通过 GNSS 日志记录器示例应用捕获的数据。
• 计算并以可视方式呈现伪距。
• 计算加权最小二乘法位置和速度。
• 查看和分析载波相位。

GNSS Analysis 应用 v4.6.0.1 版本说明

GNSS Analysis 应用 4.6.0.1 版包含以下更新：

• 在 Matlab R2022a 上构建了 GnssAnalysisTool，以便使用以下新功能：
• 状态窗口会自动滚动：最新状态消息始终可见。
• 添加了 C/N0 比较表（按星座划分），并比较了 L1 和 L5。
• 添加了伪距率残差图。
• 移除了“参考 PVT 固定”或“参考 PVT 移动”的单独标签页，以便更轻松地查看已选择的参考 PVT 类型。
• 将“生成报告”结果从 HTML 移至“状态”窗口。
• 移除了“任务规划工具”标签页。请使用 gnssmissionplanning.com/ 或 www.gnssplanning.com/。
• 修复了与 RINEX 观测文件解析相关的问题。
• 当 BKG 无法正常运行时，回退到 NASA CDDIS 星历数据源（适用于 GPS 和 GLO）。
• 从 igs.bkg.bund.de 迁移到 igs-ftp.bkg.bund.de
• 如果 GAL、QZSS 或 BDS 星历下载失败，请勿退出分析。
• 即使芯片组不支持 BaseBandCNo，也创建天线 CNo 分析

安装和用户手册。

提供反馈

我们希望改进 Android 上的 GNSS 支持。如果您遇到任何与 Android 上的 GNSS 支持相关的问题，请使用 GNSS 问题跟踪器告知我们。在提交您的问题之前，请先检查问题是否已在常见问题解答中解决。

如果您使用过 GNSS 分析工具，请通过回答简短调查问卷提供反馈。如果您有其他问题或需要支持，请参阅开发者支持资源。

您可以在 GNSS 分析工具常见问题解答中找到常见问题的解答。