Android 获取GNSS原始数据

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() {@Overridepublic 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:}@Overridepublic 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+1builder.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

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