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全球定位系统

Android智能手机GNSS数据质量分析

张垠 涂锐 洪菊 李芳馨 侯福荣

张垠, 涂锐, 洪菊, 李芳馨, 侯福荣. Android智能手机GNSS数据质量分析[J]. 全球定位系统, 2021, 46(4): 85-92. doi: 10.12265/j.gnss.2021042501
引用本文: 张垠, 涂锐, 洪菊, 李芳馨, 侯福荣. Android智能手机GNSS数据质量分析[J]. 全球定位系统, 2021, 46(4): 85-92. doi: 10.12265/j.gnss.2021042501
ZHANG Yin, TU Rui, HONG Ju, LI Fangxin, HOU Furong. Quality assessment of Android smartphone with GNSS raw observations[J]. GNSS World of China, 2021, 46(4): 85-92. doi: 10.12265/j.gnss.2021042501
Citation: ZHANG Yin, TU Rui, HONG Ju, LI Fangxin, HOU Furong. Quality assessment of Android smartphone with GNSS raw observations[J]. GNSS World of China, 2021, 46(4): 85-92. doi: 10.12265/j.gnss.2021042501

Android智能手机GNSS数据质量分析

doi: 10.12265/j.gnss.2021042501
基金项目: 国家自然科学基金项目(41674034,41974032);中组部、中科院高层次青年人才项目及王宽诚教育基金会
详细信息
    作者简介:

    张垠:(1995—),男,硕士研究生,研究方向为Android智能手机高精度定位方法

    涂锐:(1985—),男,博士,研究员,研究方向为GNSS精密定位、测速、时间传递、灾害监测等

    洪菊:(1994—),女,博士研究生,研究方向GNSS精密单点定位增强技术

    通讯作者:

    涂锐 E-mail:turui-2004@126.com

  • 中图分类号: P228.4;TN929.53

Quality assessment of Android smartphone with GNSS raw observations

  • 摘要: 随着全球卫星导航系统(GNSS)的不断建设,智能手机基于移动位置服务 (LBS)得到了迅猛发展. 文中选取市面上常见的3种手机机型,包括:三星S9+(Exynos)、华为Mate30和华为P40 Pro作为研究对象,并使用北斗星通UR4B0-D高性能GNSS接收机进行同步静态观测实验,从卫星可见数、载噪比(CNR)、卫星高度角和多路径误差等方面,对手机GNSS数据质量进行分析. 结果表明:不同型号手机在观测能力和数据质量方面存在明显差异. Android智能手机的GNSS数据质量较差,CNR较小,且CNR与卫星高度角无明显关系. 此外,多路径误差是影响Android智能手机高精度定位的主要误差项之一.

     

  • 图  1  实验环境

    图  2  开发者选项开启“强制进行全GNSS测量”

    图  3  接收机可见卫星数

    图  4  三星S9+可见卫星数

    图  5  华为P40 Pro可见卫星数

    图  6  华为Mate30可见卫星数

    图  7  L1频点不同设备不同卫星CNR对比

    图  8  L5频点不同设备不同卫星CNR对比

    图  9  接收机G31卫星CNR与高度角

    图  10  华为Mate30 G31卫星CNR与高度角

    图  11  华为P40 Pro G31卫星CNR与高度角

    图  12  接收机G27卫星CNR与高度角

    图  13  华为Mate30 G27卫星CNR与高度角

    图  14  华为P40 Pro G27卫星CNR与高度角

    图  15  华为Mate30和接收机G04卫星L1频段多路径误差

    图  16  华为Mate30和接收机G04卫星L5频段多路径误差

    图  17  华为P40 Pro和接收机G04卫星L1频段多路径误差

    图  18  华为P40 Pro和接收机G04卫星L5频段多路径误差

    表  1  Android API时钟和测量类字段信息

    字段名所属类描述
    TimeNanosGNSSClock手机硬件时间/ns
    BiasNanosGNSSClock手机本地时钟与GPST亚纳秒级钟差/ns
    FullBiasNanosGNSSClock手机本地时钟与GPST纳秒级钟差/ns
    DriftNanosPerSecondGNSSClock钟漂/(ns·s−1)
    TimeOffsetNanosGNSSMeasurement手机TimeNanos的偏差修正量/ns
    ConstellationTypeGNSSMeasurement星座类型
    SvidGNSSMeasurement卫星编号
    ReceivedSvTimeNanosGNSSMeasurementGNSS信号在卫星端的发射时间/ns
    AccumulatedDelataRangeGNSSMeasurement载波相位观测值/m
    Cn0DbHzGNSSMeasurementCNR/(dB·Hz)
    PseudorangeRatemeterperSecondGNSSMeasurement伪距变化率
    CarrierFrequencyHzGNSSMeasurement载波频率
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    表  2  三款智能手机具体参数

    手机型号芯片型号可接收卫星频点
    三星S9+(Exynos)Broadcom BCM4775GPS L1、Galileo E1、QZSS L1、GLONASS G1、BDS B1
    华为P40 ProHisilicon Hi1105GPS L1+L5、Galileo E1+E5a、QZSS L1+L5、GLONASS G1、BDS B1
    华为Mate30Hisilicon Hi1103GPS L1+L5、Galileo E1+E5a、QZSS L1+L5、GLONASS G1、BDS B1
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    表  3  不同终端G04卫星多路径误差 m

    终端型号MP1_RMSMP5_RMS
    北斗星通UR4B0-D0.014 40.010 8
    华为P40 Pro3.227 93.424 2
    华为Mate30(整体)2.923 84.695 8
    华为Mate30(前5 000历元)2.124 11.816 7
    华为Mate30(后5 800历元)3.507 56.284 1
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-25
  • 网络出版日期:  2021-08-13

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