原始全球導航衛星系統測量資料

Android 架構可讓您在多部 Android 裝置上存取原始 GNSS 測量資料。

您可以在 GitHub 的 GPS 測量工具存放區中找到這些工具，其中包含 GnssLogger 初步版本的原始碼，以及適用於 Linux、Windows 和 macOS 的電腦版 GNSS Analysis 應用程式執行檔。安裝和使用手冊。

Google 智慧型手機公寸挑戰賽

Google、美國導航學會 (ION) 衛星部門和 Kaggle 共同贊助在 ION GNSS+ 舉辦的第 3 屆智慧型手機公寸挑戰賽。比賽將於 2023 年 9 月 12 日開始，2024 年 5 月 23 日結束。超過 150 筆新追蹤記錄將公開提供，內含原始 GNSS 測量結果、感應器資料和精確的基準真相。這項競賽開放所有人參加。我們鼓勵參賽者向 ION GNSS+ 2024 的「Smartphone Decimeter Challenge」會議提交摘要。

如需更多資訊 (包括規則和法規)，請造訪 Kaggle 上的競賽頁面，該頁面將於 2023 年 9 月 12 日下午 3:30 (美國山地日光時間) 上線。

支援原始 GNSS 測量資料的 Android 裝置

搭載 Android 10 (API 級別 29) 以上版本的裝置必須支援原始 GNSS 測量資料。在 Android 9 (API 級別 28) 以下版本中，所有搭載 2016 年或之後硬體的 Android 裝置都必須支援原始 GNSS 測量資料。目前，超過 90% 的現有 Android 手機都有原始測量資料。

部分原始 GNSS 測量欄位為選用，支援與否可能因使用的 GNSS 晶片組而異。這類欄位包括：

  • 虛擬距離和虛擬距離速率。
  • 導航訊息。
  • 自動增益控制器 (AGC) 值。
  • 累積差異範圍 (ADR) 或載波相位。
  • 支援多種頻率

Pixel、Motorola、Samsung、小米、OnePlus 和其他主要手機製造商的大多數旗艦手機，都已支援 L1 和 L5 頻率。Pixel 旗艦手機以及其他主要手機製造商推出的旗艦手機 (不使用 Qualcomm Snapdragon 晶片組)，會提供 ADR (載波相位) 做為原始測量資料的一部分。

「群眾外包 Android 裝置的 GNSS 功能」一文，介紹了由社群貢獻的不同 Android 裝置 GNSS 功能資料庫。

如要進一步瞭解 Android 裝置提供的原始測量結果欄位定義，請參閱「全球導航衛星系統」。

原始設備製造商 (OEM)、開發人員和研究人員可以利用本頁中的工具測試新的手機設計、驗證功能、開發新演算法、評估 GNSS 系統實作的改善項目，以及建構加值應用程式。

SUPL 用戶端程式碼範例

Suplclient 是程式碼範例，可存取 supl.google.com 取得即時星曆。SuplTester 類別提供如何使用 SUPL 用戶端專案的範例。SuplTester 會設定 SUPL TCP 連線規格，然後在指定的經緯度傳送 LPP SUPL 要求，並輸出 SUPL 伺服器回應。

天線校正資訊

自 Android 11 (API 級別 30) 起，您可以使用 GnssAntennaInfo 類別存取天線特性，例如相位中心偏移 (PCO) 座標、相位中心變化 (PCV) 修正和訊號增益修正。這些修正值可套用至原始測量結果，提高準確度。

使用 GnssAntennaInfo 時，請留意下列系統行為。旨在加強保護使用者隱私。

  • 這個 API 提供的特性僅適用於裝置型號，不適用於個別裝置。

記錄原始測量資料

您可以使用 Android Studio 建構應用程式，擷取原始 GNSS 測量結果和其他位置資料，並記錄到檔案中。如需這類應用程式的原始碼範例，請參閱 GPS 測量工具。

Google GNSSLogger 是使用這項功能開發的範例應用程式。如要透過範例應用程式取得 GNSS 輸出內容，裝置必須支援原始 GNSS 測量結果。

使用 GNSS Logger 擷取 GNSS 記錄後，您可以將記錄檔從裝置複製到電腦，以便進一步分析。在 GNSS Logger 中，您可以透過電子郵件將檔案傳送給自己，或將檔案儲存至 Google 雲端硬碟。或者，您也可以使用裝置上的檔案管理應用程式儲存檔案，或按照「將檔案複製到裝置/從裝置複製檔案」一文中的說明，使用 Android Debug Bridge (ADB)。

分析原始測量資料

GNSS Analysis 應用程式會讀取 GNSS Logger 收集的 GPS/GNSS 原始測量資料，並用於分析 GNSS 接收器行為，如圖 1 所示。

您可以下載適用於 Linux、Windows 和 macOS 系統的應用程式。

GNSS Logger 和 GNSS Analysis

圖 1. GNSS Logger 會收集 GNSS Analysis 可使用的測量資料。

GNSS Analysis 應用程式是以 MATLAB 為基礎建構，但您不需要安裝 MATLAB 也能執行。應用程式會編譯成執行檔，並安裝 MATLAB Runtime 的副本。

GNSS 分析控制台

GNSS 分析控制台 (如圖 2 所示) 可讓您管理應用程式功能，例如：

  • 選取要顯示的衛星。
  • 控制用於計算測量誤差的參考位置、速度和時間 (PVT)。
  • 產生分析報表。
  • 定義資料的開始和結束時間。

GNSS 分析控制台)

圖 2. GNSS Analysis 控制台

GNSS Analysis 互動式圖表

GNSS Analysis 應用程式提供互動式圖表，並依射頻 (RF)、時鐘和測量資料欄整理，如圖 3 所示。

GNSS Analysis 互動式圖表)

圖 3. GNSS Analysis 應用程式顯示互動式圖表。

RF 欄會顯示下列資料：

  • 每個星座中訊號最強的四顆衛星。
  • 每顆衛星的載波雜訊密度 (C/No) 時間圖。
  • 衛星位置的天空圖。

時鐘欄會顯示下列資料：

  • 偽距。

  • 接收器時鐘的偏移頻率，使用下列其中一個參考位置計算：

    • 自動計算的平均位置。
    • 使用者輸入的緯度、經度和高度。
    • 含有真實參考 PVT 的美國國家海洋電子協會 (NMEA) 檔案。

  • 接收器重設主要振盪器的工作週期時，用於計時的備用時鐘偏移量。

「測量結果」欄會顯示下列資料：

  • 從原始虛擬距離取得的加權最小平方位置結果。加權時會使用每項測量結果的回報不確定性，這是原始 measurement API 規格的一部分。
  • 每項測量結果的各個虛擬距離誤差。

  • 每項測量結果的各個虛擬距離率誤差。

GNSS Analysis 測試報告

GNSS Analysis 可產生測試報告 (如圖 4 所示)，評估 API 實作、接收的信號、時鐘行為和測量準確度。在每種情況下，應用程式都會根據已知基準評估的效能，回報接收器是否通過測試。測試報告對裝置製造商很有幫助，他們可以在設計和實作新裝置時，反覆使用這份報告。如要產生測試報告，請按一下「Make Report」。

GNSS Analysis 測試報告

圖 4. GNSS Analysis 測試報告

「Compare」分頁會並排比較多個 GNSS 記錄檔的 C/No (如圖 5 所示)，這在比較多部裝置的 RF 效能時非常實用。

並列比較 C/No 資料

圖 5. 並排比較多個記錄檔的 C/No 資料

想瞭解原始碼嗎？GPS 測量工具專案提供開放原始碼 MATLAB 範例，可讓您使用 GPS 星座訊號執行下列動作：

  • 讀取 GNSS Logger 範例應用程式擷取的資料。
  • 計算並以圖表呈現虛擬距離。
  • 計算加權最小平方位置和速度。
  • 查看及分析載波相位。

GNSS Analysis 應用程式 v4.6.0.1 版本資訊

GNSS Analysis 應用程式 4.6.0.1 版包含下列更新：

  • 在 Matlab R2022a 上建構 GnssAnalysisTool，提供新功能：
  • 狀態視窗會自動捲動：一律顯示最新狀態訊息。
  • 新增 C/N0 比較表，依星座比較 L1 和 L5。
  • 新增虛擬距離速率殘差圖。
  • 移除「參考 PVT 固定」或「參考 PVT 移動」的獨立分頁，方便使用者查看所選的參考 PVT 類型。
  • 將「製作報表」結果從 HTML 移至狀態視窗。
  • 移除「任務規劃工具」分頁。請使用 gnssmissionplanning.com/ 或 www.gnssplanning.com/。
  • 修正 RINEX 觀測檔案剖析相關問題。
  • BKG 無法運作時，GPS 和 GLO 會改用 NASA CDDIS 曆書來源。
  • 從 igs.bkg.bund.de 移至 igs-ftp.bkg.bund.de
  • 如果 GAL、QZSS 或 BDS 曆書下載失敗，請勿退出分析。
  • 即使晶片組不支援 BaseBandCNo，仍建立天線 CNo 分析

安裝和使用手冊。

提供意見

我們希望改善 Android 對 GNSS 的支援。如果 Android 的 GNSS 支援功能有任何問題，請使用 GNSS Issue Tracker 告訴我們。張貼問題前，請先查看常見問題，確認是否已有解答。

如果您曾使用 GNSS 分析工具，請填寫簡短問卷提供意見。如有其他問題或需要支援，請參閱「開發人員支援資源」。

您可以在 GNSS 分析工具常見問題中找到常見問題的解答。