قياسات GNSS الأولية

يتيح Android Framework الوصول إلى قياسات GNSS الأولية على العديد من أجهزة Android.

يمكنك العثور على الأدوات في مستودع أدوات قياس نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على GitHub، والذي يتضمّن الرمز المصدر لإصدار أولي من GnssLogger والملفات التنفيذية لتطبيق GNSS Analysis لأجهزة الكمبيوتر المكتبي التي تعمل بنظام التشغيل Linux وWindows وmacOS. دليل التثبيت والاستخدام

مسابقة Smartphone Decimeter Challenge من Google

ترعى Google وSatellite Division التابعة لمؤسسة Institute of Navigation وKaggle النسخة الثالثة من مسابقة Smartphone Decimeter Challenge في مؤتمر ION GNSS+. تبدأ المسابقة في 12 سبتمبر 2023 وتنتهي في 23 مايو 2024. سيتوفّر أكثر من 150 عملية تتبُّع جديدة للجميع، وهي تحتوي على قياسات GNSS أولية وبيانات أجهزة الاستشعار ومعلومات فعلية دقيقة. المشاركة في المسابقة متاحة للجميع. ننصح المشاركين بإرسال ملخّص للجلسة بعنوان Smartphone Decimeter Challenge التي ستُعقد في مؤتمر ION GNSS+ 2024.

لمزيد من المعلومات، بما في ذلك القواعد واللوائح التنظيمية، يُرجى الانتقال إلى صفحة المسابقة على Kaggle، والتي ستصبح متاحة في 12 سبتمبر 2023 الساعة 3:30 عصرًا حسب التوقيت الجبلي الصيفي.

أجهزة Android التي تتيح قياسات GNSS الأولية

يجب أن تتيح الأجهزة التي تعمل بالإصدار 10 من نظام التشغيل Android (المستوى 29 من واجهة برمجة التطبيقات) أو الإصدارات الأحدث "قياسات GNSS الأولية". على نظام التشغيل Android 9 (المستوى 28 من واجهة برمجة التطبيقات) والإصدارات الأقدم، يجب توفير إمكانية استخدام قياسات GNSS الأولية في جميع أجهزة Android التي تحتوي على أجزاء تم تصنيعها في عام 2016 أو بعده. في الوقت الحالي، تتضمّن أكثر من %90 من هواتف Android الحالية قياسات أولية.

إنّ توفّر بعض حقول قياسات GNSS الأوّلية اختياري ويمكن أن يختلف حسب شرائح تعريف GNSS المستخدَمة. تشمل أمثلة هذه الحقول ما يلي:

  • النطاق الزائف ومعدّل النطاق الزائف
  • رسالة التنقّل
  • قيمة "وحدة التحكّم التلقائي في الكسب" (AGC)
  • نطاق التغيير التراكمي (ADR) أو طور الموجة الحاملة
  • التوافق مع الترددات المتعددة

تتوافق معظم الهواتف الرائدة من Pixel وMotorola وSamsung وXiaomi وOnePlus وغيرها من كبرى الشركات المصنّعة للهواتف مع نطاقَي التردد L1 وL5. توفّر هواتف Pixel الرائدة وغيرها من أبرز الهواتف التي تصنّعها شركات كبرى ولا تستخدم شرائح تعريف Qualcomm Snapdragon، بيانات ADR (طور الموجة الحاملة) كجزء من القياسات الأولية.

تتضمّن المقالة "حشد موارد توفير ميزات GNSS لأجهزة Android" قاعدة بيانات تتضمّن إمكانات GNSS التي ساهم بها المستخدمون في أجهزة Android المختلفة.

لمزيد من المعلومات حول تعريفات حقول القياسات الأولية التي توفّرها أجهزة Android، يُرجى الاطّلاع على أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية.

يمكن للمصنّعين الأصليين للأجهزة والمطوّرين والباحثين الاستفادة من الأدوات الواردة في هذه الصفحة لاختبار تصاميم الهواتف الجديدة والتحقّق من عمل الوظائف وتطوير خوارزميات جديدة وتقييم التحسينات على تنفيذ نظام GNSS، بالإضافة إلى إنشاء تطبيقات ذات قيمة مضافة.

الرمز النموذجي لبرنامج SUPL

‫Suplclient هو رمز نموذجي يصل إلى supl.google.com للحصول على بيانات التقويم الفلكي في الوقت الفعلي. توفّر الفئة SuplTester مثالاً على كيفية استخدام مشروع برنامج SUPL. يُعدّ SuplTester مواصفات اتصال TCP لبروتوكول SUPL، ثم يرسل طلب LPP SUPL عند خطوط الطول والعرض المحدّدة ويطبع استجابة خادم SUPL.

معلومات معايرة الهوائي

بدءًا من الإصدار 11 من نظام التشغيل Android (مستوى واجهة برمجة التطبيقات 30)، يمكنك استخدام الفئة GnssAntennaInfo للوصول إلى خصائص الهوائي، مثل: إحداثيات إزاحة مركز الطور (PCO) وتصحيحات تغيير مركز الطور (PCV) وتصحيحات كسب الإشارة. ويمكن تطبيق هذه التصحيحات على القياسات الأولية لتحسين الدقة.

عند استخدام GnssAntennaInfo، يُرجى مراعاة سلوكيات النظام التالية. وهي مصمّمة لتحسين خصوصية المستخدم.

  • تقتصر الخصائص التي توفّرها واجهة برمجة التطبيقات هذه على طراز الجهاز فقط، وليس على جهاز فردي.

تسجيل القياسات الأولية

يمكنك استخدام "استوديو Android" لإنشاء تطبيق يسجّل قياسات GNSS الأولية وغيرها من بيانات الموقع الجغرافي في ملف. للاطّلاع على مثال للرمز المصدر الخاص بمثل هذا التطبيق، يُرجى الاطّلاع على أدوات قياس نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

‫Google GNSSLogger هو نموذج تطبيق تم تطويره باستخدام هذه الوظيفة. للحصول على مخرجات GNSS باستخدام نموذج التطبيق، يجب أن يتيح جهازك قياسات GNSS الأولية.

بعد تسجيل سجلّ GNSS باستخدام تطبيق GNSS Logger، يمكنك نسخ ملفات السجلّ من الجهاز إلى الكمبيوتر لإجراء المزيد من التحليل. من داخل GNSS Logger، يمكنك إرسال الملفات إلى نفسك عبر البريد الإلكتروني أو حفظها في Google Drive. بدلاً من ذلك، يمكنك حفظ الملفات باستخدام تطبيق إدارة الملفات على الجهاز، أو يمكنك استخدام Android Debug Bridge (ADB) كما هو موضّح في نسخ الملفات من/إلى جهاز.

تحليل القياسات الأولية

يقرأ تطبيق GNSS Analysis قياسات GPS/GNSS الأولية التي يجمعها تطبيق GNSS Logger ويستخدمها لتحليل سلوك جهاز استقبال GNSS، كما هو موضّح في الشكل 1.

يمكنك تنزيل التطبيق لأنظمة التشغيل Linux وWindows وmacOS.

‫GNSS Logger وGNSS Analysis

الشكل 1: يجمع تطبيق GNSS Logger القياسات التي يمكن استخدامها في تطبيق GNSS Analysis.

يستند تطبيق GNSS Analysis إلى MATLAB، ولكن ليس عليك تثبيت MATLAB لتشغيله. يتم تجميع التطبيق في ملف تنفيذي يثبّت نسخة من MATLAB Runtime.

لوحة التحكّم في تطبيق GNSS Analysis

تتيح لك لوحة التحكّم في GNSS Analysis، الموضّحة في الشكل 2، إدارة ميزات التطبيق، مثل:

  • اختَر الأقمار الصناعية التي تريد عرضها.
  • يمكنك التحكّم في الموضع المرجعي والسرعة والوقت (PVT) المستخدَمين لاحتساب أخطاء القياس.
  • إنشاء تقارير تحليلية
  • حدِّد نافذة في البيانات بين وقتَي البدء والانتهاء.

لوحة التحكّم في GNSS Analysis)

الشكل 2. لوحة التحكّم في GNSS Analysis

الرسومات البيانية التفاعلية في GNSS Analysis

يوفّر تطبيق GNSS Analysis رسومات بيانية تفاعلية منظَّمة في أعمدة التردد اللاسلكي (RF) والساعات والقياسات، كما هو موضّح في الشكل 3.

الرسومات البيانية التفاعلية في GNSS Analysis)

الشكل 3. تطبيق GNSS Analysis يعرض رسومات بيانية تفاعلية.

يعرض عمود "التردد اللاسلكي" البيانات التالية:

  • لكل كوكبة، الأقمار الصناعية الأربعة التي تتلقّى أقوى الإشارات.
  • لكل قمر صناعي، الرسم البياني الزمني لنسبة الموجة الحاملة إلى الضوضاء (C/No).
  • مخطط السماء لمواقع الأقمار الصناعية

يعرض عمود الساعة البيانات التالية:

  • النطاقات الزائفة

  • تردد الإزاحة لساعة جهاز الاستقبال، والذي يتم حسابه باستخدام أحد المواضع المرجعية التالية:

    • متوسط الموضع المحسوب تلقائيًا
    • خط العرض وخط الطول والارتفاع التي أدخلها المستخدم
    • ملف "الرابطة الوطنية للإلكترونيات البحرية" (NMEA) مع مرجع PVT صحيح

  • The offset of the standby clock that keeps time when the receiver resets the duty cycle of the primary oscillator.

يعرض عمود القياسات البيانات التالية:

  • نتائج الموقع الجغرافي التي تم الحصول عليها من المربعات الصغرى المرجحة من النطاقات الزائفة الأولية. يتم إجراء الترجيح باستخدام نسبة الارتياب التي تم الإبلاغ عنها لكل قياس، وهي جزء من مواصفات واجهة برمجة التطبيقات لقياس البيانات الأولية.
  • أخطاء كل نطاق زائف لكل قياس

  • أخطاء كل معدّل نطاق زائف لكل قياس

تقرير اختبار GNSS Analysis

يمكن أن ينشئ تطبيق GNSS Analysis تقرير اختبار، كما هو موضّح في الشكل 4، يقيّم تنفيذ واجهة برمجة التطبيقات والإشارة المستلَمة وسلوك الساعة ودقة القياس. في كل حالة، يوضّح التطبيق ما إذا كان جهاز الاستقبال قد اجتاز الاختبار أو لم يجتزه استنادًا إلى الأداء الذي تم قياسه مقارنةً بمقاييس الأداء المعروفة. ويفيد تقرير الاختبار الشركات المصنّعة للأجهزة، إذ يمكنها استخدامه أثناء تكرار عملية تصميم الأجهزة الجديدة وتنفيذها. لإنشاء تقرير الاختبار، انقر على إنشاء تقرير.

تقرير اختبار GNSS Analysis

الشكل 4. تقرير اختبار GNSS Analysis

توفّر علامة التبويب مقارنة مقارنة جنبًا إلى جنب، كما هو موضّح في الشكل 5، لنسبة C/No من عدة ملفات سجلّات GNSS، وهو أمر مفيد عند مقارنة أداء التردد اللاسلكي لعدة أجهزة.

مقارنة بيانات C/No جنبًا إلى جنب

الشكل 5: مقارنة جنبًا إلى جنب لبيانات C/No من عدة ملفات سجلّ

هل يهمّك الرمز المصدر؟ يوفّر مشروع أداة قياس نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مثالاً مفتوح المصدر لـ MATLAB يمكنك استخدامه لتنفيذ الإجراءات التالية باستخدام إشارات مجموعة أقمار GPS:

  • قراءة البيانات التي تم تسجيلها باستخدام نموذج تطبيق GNSS Logger
  • احتساب النطاقات الزائفة وعرضها
  • احتساب الموقع والسرعة باستخدام طريقة المربعات الصغرى المرجحة
  • عرض وتحليل طور الموجة الحاملة

ملاحظات الإصدار 4.6.0.1 من تطبيق GNSS Analysis

يتضمّن الإصدار 4.6.0.1 من تطبيق GNSS Analysis التحديثات التالية:

  • تم تضمين GnssAnalysisTool على Matlab R2022a، ما يتيح الوصول إلى الميزات الجديدة التالية:
  • يتم الانتقال تلقائيًا في نافذة الحالة: تظهر دائمًا آخر رسالة حالة.
  • تمت إضافة جدول لمقارنات C/N0، حسب الكوكبة، ومقارنة L1 بـ L5.
  • تمت إضافة رسم بياني متبقّي لمعدّل النطاق الزائف.
  • تمت إزالة علامات التبويب المنفصلة الخاصة بـ "المركبة الخاصة المرجعية الثابتة" أو "المتحركة"، ما يسهّل معرفة نوع "المركبة الخاصة المرجعية" الذي تم اختياره.
  • تم نقل نتائج "إنشاء تقرير" من HTML إلى "نافذة الحالة".
  • تمت إزالة علامة التبويب "مخطّط المهام". يُرجى استخدام gnssmissionplanning.com/ ‎ أو www.gnssplanning.com/.
  • إصلاحات متعلّقة بتحليل ملفات RINEX Observation
  • الرجوع إلى مصدر بيانات التقويم الفلكي CDDIS التابع لوكالة ناسا لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ونظام غلوناس (GLO) عندما لا يعمل مصدر BKG
  • الانتقال من igs.bkg.bund.de إلى igs-ftp.bkg.bund.de
  • لا تخرج من التحليل في حال تعذُّر تنزيل بيانات التقويم الفلكي لنظام GAL أو QZSS أو BDS.
  • إنشاء تحليل CNo للهوائي حتى إذا كانت شريحة التعريف لا تتيح BaseBandCNo

دليل التثبيت والاستخدام

تقديم ملاحظات

نريد تحسين إمكانية استخدام نظام GNSS على Android. يمكنك إعلامنا بأي مشاكل تواجهك في استخدام نظام GNSS على Android من خلال أداة GNSS Issue Tracker. يُرجى التحقّق مما إذا كانت مشكلتك قد تمت معالجتها في الأسئلة الشائعة قبل نشرها.

إذا كنت قد استخدمت أدوات GNSS Analysis، يُرجى تقديم ملاحظاتك من خلال الإجابة عن استطلاع قصير. إذا كانت لديك أسئلة أخرى أو طلب للحصول على الدعم، يُرجى الاطّلاع على مراجع دعم المطوّرين.

يمكنك العثور على إجابات عن الأسئلة الشائعة في الأسئلة الشائعة حول أدوات GNSS Analysis.