获取安卓设备的GNSS测量数据方法
2016 年 5 月，Google 在 I/O 开发者会议上宣布，将为 Android Nougat 操作系统中的应用程序提供原始 GNSS 观测数据。
API参考（Google中文官网）DEMO参考（GNSSLogger）
1. 用到的类
| 类 | 注释 |
|---|---|
| LocationManager | 用于注册GNSSmeasurement |
| GnssMeasurementsEvent.Callback | 用于从GNSS引擎接收GNSS卫星测量值 |
| GnssMeasurementsEvent | 一个包含测量值数据的容器 |
| GnssClock | 包含GPS时钟时间戳记的类 |
| Gnssmeasurement | 代表GNSS卫星测量的类，其中包含原始信息和计算信息 |
2.设置权限
必须先在Manifest文件中设置相应的权限，否则将无法获取测量的回调数据
<!-- 所需权限-->
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE"/>
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/>
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_LOCATION_EXTRA_COMMANDS"/>
<uses-permission android:name="com.google.android.gms.permission.ACTIVITY_RECOGNITION"/>
<uses-permission android:name="com.google.android.providers.gsf.permission.READ_GSERVICES"/>
<uses-permission android:name="com.google.android.providers.gsf.permission.WRITE_GSERVICES"/>
<!-- 所需权限-->
3.注册GNSSmeasurement
private LocationManager mLocationManager;
private GnssMeasurementsEvent.Callback gnssMeasurementEventListener =
new GnssMeasurementsEvent.Callback()
//这里先声明，重写方法将在下一步添加
public void RegisterMeasurements(){
@SuppressLint("MissingPermission")
boolean is_register_success=
mLocationManager.registerGnssMeasurementsCallback(gnssMeasurementEventListener);
//注册GNSSmeasurement回调监听，返回是否注册成功的信息
//测量信息将在GnssMeasurementsEvent.Callback中接收
}
//顺便把注销的方法也写了
public void unRegisterMeasurements(){
mLocationManager.unregisterGnssMeasurementsCallback(gnssMeasurementEventListener);
}
4.重写GnssMeasurementsEvent.Callback里的两个方法
private GnssMeasurementsEvent.Callback gnssMeasurementEventListener =
new GnssMeasurementsEvent.Callback() {
@Override
public void onGnssMeasurementsReceived(GnssMeasurementsEvent eventArgs) {
super.onGnssMeasurementsReceived(eventArgs);
//这里我们获取到了回调的测量数据容器：GnssMeasurementsEvent eventArgs
//TODO:
}
@Override
public void onStatusChanged(int status) {
super.onStatusChanged(status);
}
};
5.将测量数据转换为字符串
- 把GnssMeasurementsEvent拆分为GnssClock和Gnssmeasurement
//写一个接收测量信息的方法
public void onGnssMeasurementsReceived(GnssMeasurementsEvent event) {
StringBuilder builder=new StringBuilder("GNSS测量数据：\n\n");
//这里的toStringClock和toStringMeasurement将写在下一步里
builder.append(toStringClock(event.getClock()));//写入gnss时钟的数据
builder.append("\n");
for (GnssMeasurement measurement : event.getMeasurements()) {
builder.append(toStringMeasurement(measurement));//写入gnss测量数据
builder.append("\n");
}
//这里可以写runOnUiThread(...)，将builder打印在屏幕上
//也可以修改返回值
}
- 分别把GnssClock和Gnssmeasurement转化为字符串
private String toStringClock(GnssClock gnssClock){
//将GPS接收器时钟的值转换为字符串
final String format = " %-4s = %s\n";//定义数据显示格式，“%-4”表示左对齐、不足四位补足四位
StringBuilder builder=new StringBuilder("GNSS时钟:\n");
DecimalFormat numberFormat = new DecimalFormat("#0.000");//定义格式化数字
if (gnssClock.hasLeapSecond()) {
//如果闰秒存在则显示闰秒
builder.append(String.format(format, "闰秒（LeapSecond）", gnssClock.getLeapSecond()));
}
builder.append(String.format(format, "硬件时钟（TimeNanos）", gnssClock.getTimeNanos()));//获取以毫秒为单位的GNSS接收器内部硬件时钟值
if (gnssClock.hasTimeUncertaintyNanos()) {
//获取硬件时钟的误差估计（不确定度）
builder.append(String.format(format, "时钟误差估计（TimeUncertaintyNanos）", gnssClock.getTimeUncertaintyNanos()));
}
if (gnssClock.hasFullBiasNanos()) {
//如果存在接收机本地时钟总偏差，则显示
builder.append(String.format(format, "总时钟偏差（FullBiasNanos）", gnssClock.getFullBiasNanos()));
}
if (gnssClock.hasBiasNanos()) {
//亚纳秒偏差
builder.append(String.format(format, "亚偏差（BiasNanos）", gnssClock.getBiasNanos()));
}
if (gnssClock.hasBiasUncertaintyNanos()) {
//FullBiasNanos和BiasNanos的误差估计
builder.append(String.format(format, "时钟偏差估计（BiasUncertaintyNanos）", numberFormat.format(gnssClock.getBiasUncertaintyNanos())));
}
/**
* 注意：以上五个数据用于计算GPS时钟
* 具体计算方法为：local estimate of GPS time = TimeNanos - (FullBiasNanos + BiasNanos)
* 世界标准时：UtcTimeNanos = TimeNanos - (FullBiasNanos + BiasNanos) - LeapSecond * 1,000,000,000
*/
if (gnssClock.hasDriftNanosPerSecond()) {
//以每秒纳秒为单位获取时钟的漂移
builder.append(String.format(format, "时钟漂移（DriftNanosPerSecond）", numberFormat.format(gnssClock.getDriftNanosPerSecond())));
}
if (gnssClock.hasDriftUncertaintyNanosPerSecond()) {
//时钟偏差的估计
builder.append(String.format(format, "时钟漂移估计（DriftUncertaintyNanosPerSecond）", numberFormat.format(gnssClock.getDriftUncertaintyNanosPerSecond())));
}
//获取硬件时钟不连续的计数,即：每当gnssclock中断时，该值+1
builder.append(String.format(format, "中断计数（HardwareClockDiscontinuityCount）", gnssClock.getHardwareClockDiscontinuityCount()));
return builder.toString();
}
private String toStringMeasurement(GnssMeasurement measurement){
//将GNSS测量结果转换为字符串
//定义显示格式
final String format = " %-4s = %s\n";
StringBuilder builder = new StringBuilder("GNSS测量结果:\n");
DecimalFormat numberFormat = new DecimalFormat("#0.000");
DecimalFormat numberFormat1 = new DecimalFormat("#0.000E00");
//获取卫星ID
/**
* 取决于卫星类型
* GPS：1-32
* SBAS：120-151、183-192
* GLONASS：OSN或FCN + 100之一
* 1-24作为轨道槽号（OSN）（首选，如果知道）
* 93-106作为频道号（FCN）（-7至+6）加100。即将-7的FCN编码为93，0编码为100，+ 6编码为106
* QZSS：193-200
* 伽利略：1-36
* 北斗：1-37
*/
builder.append(String.format(format, "卫星ID", measurement.getSvid()));
//获取卫星类型
/**
* 1:CONSTELLATION_GPS 使用GPS定位
* 2:CONSTELLATION_SBAS 使用SBAS定位
* 3：CONSTELLATION_GLONASS 使用格洛纳斯定位
* 4：CONSTELLATION_QZSS 使用QZSS定位
* 5：CONSTELLATION_BEIDOU 使用北斗定位 （^-^）!
* 6：CONSTELLATION_GALILEO 使用伽利略定位
* 7：CONSTELLATION_IRNSS 使用印度区域卫星定位
*/
builder.append(String.format(format, "卫星类型", measurement.getConstellationType()));
//获取进行测量的时间偏移量（以纳秒为单位）
builder.append(String.format(format, "测量时间偏移量", measurement.getTimeOffsetNanos()));
//获取每个卫星的同步状态
//具体数值含义请查表
builder.append(String.format(format, "同步状态", measurement.getState()));
//获取时间戳的伪距速率，以m/s为单位
builder.append(
String.format(
format,
"伪距速率",
numberFormat.format(measurement.getPseudorangeRateMetersPerSecond())));
//获取伪距的速率不确定性（1-Sigma），以m/s为单位
builder.append(
String.format(
format,
"伪距速率不确定度",
numberFormat.format(measurement.getPseudorangeRateUncertaintyMetersPerSecond())));
//
if (measurement.getAccumulatedDeltaRangeState() != 0) {
// 获取“累积增量范围”状态
// 返回：MULTIPATH_INDICATOR_UNKNOWN（指示器不可用）=0
// notice 即：指示器可用时，收集数据
builder.append(
String.format(
format, "累积增量范围状态", measurement.getAccumulatedDeltaRangeState()));
//获取自上次重置通道以来的累积增量范围，以米为单位.
//该值仅在上面的state值为“可用”时有效
//notice 累积增量范围= -k * 载波相位（其中k为常数）
builder.append(
String.format(
format,
"累积增量范围",
numberFormat.format(measurement.getAccumulatedDeltaRangeMeters())));
//获取以米为单位的累积增量范围的不确定性（1-Sigma）
builder.append(
String.format(
format,
"累积增量范围不确定度",
numberFormat1.format(measurement.getAccumulatedDeltaRangeUncertaintyMeters())));
}
if (measurement.hasCarrierFrequencyHz()) {
//获取被跟踪信号的载波频率
builder.append(
String.format(format, "信号载波频率", measurement.getCarrierFrequencyHz()));
}
if (measurement.hasCarrierCycles()) {
//卫星和接收器之间的完整载波周期数
builder.append(String.format(format, "载波周期数", measurement.getCarrierCycles()));
}
if (measurement.hasCarrierPhase()) {
//获取接收器检测到的RF相位
builder.append(String.format(format, "RF相位", measurement.getCarrierPhase()));
}
if (measurement.hasCarrierPhaseUncertainty()) {
//误差估计
builder.append(
String.format(
format, "RF相位不确定度", measurement.getCarrierPhaseUncertainty()));
}
//获取一个值，该值指示事件的“多路径”状态,返回0或1或2
//MULTIPATH_INDICATOR_DETECTED = 1 测量显示有“多路径效应”迹象
// MULTIPATH_INDICATOR_NOT_DETECTED = 2 测量结果显示没有“多路径效应”迹象
builder.append(String.format(format, "多路经效应指示器", measurement.getMultipathIndicator()));
//
if (measurement.hasSnrInDb()) {
//获取信噪比（SNR），以dB为单位
builder.append(String.format(format, "信噪比", measurement.getSnrInDb()));
}
if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.O) {
if (measurement.hasAutomaticGainControlLevelDb()) {
//获取以dB为单位的自动增益控制级别
builder.append(String.format(format, "自动增益控制级别", measurement.getAutomaticGainControlLevelDb()));
}
if (measurement.hasCarrierFrequencyHz()) {
builder.append(String.format(format, "载波频率", measurement.getCarrierFrequencyHz()));
}
}
return builder.toString();
}
最后将这些方法整合起来即可，UI显示的部分就不再赘述了。
关于伪距如何计算见下一篇博客：通过GNSS原始数据计算伪距
