2021年3月 2日 (火)

スマホ用Raw Dataログアプリ"GNSS/IMU Logger"を使ってみました

 現在、GNSS関連のRaw Dataを出力可能なスマホとして、Huawei P10(Android 9)とXiaomi MI 8(Android 10)を使っています。
 Raw Data記録用(ログ取得用)のアプリとしては、下記のGnssLoggerを使用していますが、スマホとの相性が悪いのか、動作が安定しません。スマホを再起動すると症状が改善することもありますが、いつもうまくいくとは限りません。

  GnssLogger App
  Developed with Google
  https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.android.apps.location.gps.gnsslogger&hl=en_US&gl=US

WHAT'S NEW
 GnssStatus list, skyplot and raw measurements logging in RINEX V3 format added.
ADDITIONAL INFORMATION
 Updated:February 11, 2021
 Size:5.3M
 Installs:1,000+
 Current Version:v3.0.0.1
 Requires Android:7.0 and up


 
 同じような機能を持った別のアプリがないかと思って探していたら、以下のアプリを見かけました。

  GNSS/IMU Logger
  STA-UniBwM
  https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ista.android.apps.location.gps.gnsslogger

新機能
New Features Version v1.0.0.1 :
 1) the drift due to the hardware clock error from smartphone has been compensated before logging RINEX measurements. The Raw GNSS measurement were processed to log RINEX measurements but maintaining constant 'FullBiasNanos' instead of using the instantaneous value. This avoids the 256 ns jumps each 3 seconds that create a code-phase divergence due to the clock.
 2) A real-time Code Minus Carrier Plot is available for better Carrier tracking visualization.
追加情報
 更新日:2020年12月19日
 サイズ:7.8M
 インストール:500+
 現在のバージョン:v1.0.0.1
 Android 要件:7.0 以上

 インストール数が500+ということは、あまり知られていないアプリなのかもしれません。
 開発者(STA-UniBwM)の情報を見てみると以下のように書いてあります。

Fakultät für Luft- und Raumfahrttechni / Startseite / LRT9.2 Satellitennavigation / Forschung / ISTA Logger
https://www.unibw.de/lrt9/lrt-9.2/forschung/ista-logger
-------------------------------------------------
ISTA Logger is a GNSS / IMU Android Logger developed at the Institute. The Logger is the first of its kind which can log GNSS and IMU data from the Smartphone simultaneously. The Logger is based on GNSS Logger developed by Google and is extended to log RINEX 3.03 and IMU data from the smartphone.
-------------------------------------------------

 開発者のSTA-UniBwMは、ドイツの大学のようなので、多分アプリは安全であろうということでインストールしてみました。
 しばらく使ってみた感じでは、GnssLoggerよりも安定して動作しているような気がします。


【(01)GNSS/IMU Logger】
01gnss_imu-logger

【(02)USER MANUAL Version v1.0.0.1 】
02user-manual-version-v1001

【(03)SETTINGS】
03settings

【(04)SENSOR】
04sensor

【(05)GNSS】
05gnss

【(06)SATPLOT】
06satplot

【(07)CMCPLOT】
07cmcplot

【(08)SENSORLIST】
08sensorlist


GNSS/IMU LoggerをインストールしたXiaomi MI 8で実際に測位して、GNSS Analysisで表示してみました。
 なお、今回はXiaomi MI 8を三脚に固定して静止状態で約5分間測位しました。天空率は80%程度。

 測位データは、Xiaomi MI 8の内部共有ストレージの下位に"GNSS-INS Logger"というフォルダが生成され、その中の"IMU_Log","Raw_Log","Rinex_Log"にそれぞれのデータが保存されるようです。


【(09)Xiaomi MI 8の"Raw_Log"等の保存場所】
09xiaomi-mi-8raw_log


以下は、Xiaomi MI 8で取得した"Raw_Log"のデータをGNSS Analysis(v3.1.0.0)で処理して表示したものです。

    GNSS Analysis App V 3.1.0.0 Release
  https://github.com/google/gps-measurement-tools/releases


【(10)Raw(14m×8m)】
10raw


【(11)Kalman Filter(7m×4m)】
11kalman-filter

【(12)ADR(0.3m×0.15m)】
12adr

なお、カッコ内の数値は、南北方向のばらつき×東西方向のばらつきです。
 ばらつきが、30cm×15cmということは、リアルタイムではありませんがサブメータ級ということになるのでしょうか?

 この程度の精度が確保できるのであれば、1畳の広さに2文字程度は書けるかも・・・

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2021年2月25日 (木)

GNSS AnalysisのRaw/Kalman Filter/ADRの差をGoogle Earthで表示

 世の中の流れからは2~3年遅れになりますが、最近2周波GNSS Raw Data対応のXiaomi MI 8を中古で購入したので、頭の老化防止を兼ねて色々と遊んでいます。
 高精度測位の詳細は理解できませんが、測位データの後処理で精度が変化するのが視覚的に確認できるので一寸面白いです。
 
 行き当たりばったりで色々触っていますが、測位の手順や必要な情報の場所を忘れることがあるので、再インスト―ルに備えて、自分用に整理してみました。


①GnssLoggerをスマホにインストールする。

  GnssLogger App - Apps on Google Play
  Developed with Google
  https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.android.apps.location.gps.gnsslogger&hl=en_US&gl=US

 最新版と思われるv3.0.0.1をXiaomi MI 8(Android 10)にインストールしたのですが、途中で止まったり、アプリ選択の初期画面に戻ったりして正常に動作しません。
 仕方がないので、現在は古いバージョン(v2.0.0.1)を入れて使っています。
 完全に安定しているとは言えませんが、どうにかLogの取得はできます。

 試しに、v3.0.0.1を1周波Raw Data対応のHuawei P10(Android 9)にインストールしてみたところ、不安定ですがどうにか使えました。


②GNSS Analysis AppをPCにインストールする。

  GNSS Analysis App V 3.1.0.0 Release
  https://github.com/google/gps-measurement-tools/releases

 PCは、ThinkPad X250(Windows 10)を使っています。
 マニュアルに"The first time you install MATLAB Runtime it will take a long time to download the license-free program from The MathWorks (like, 30 minutes):"と書いてありますが、当方の環境では約20分かかりました。


③GnssLogger(Xiaomi MI 8)による測位およびLOGデータ保存。

 「GnssLogger」→「SETTING」(適宜必要スイッチON)→「PLOT」(受信信号を確認)→「LOG」→「START LOG」→(例:5分間)→「STOP & SEND」


④Xiaomi MI 8のLOGデータ(measurement log file)をUSB経由(ファイル転送モード)でPCに転送する。
 なお、PC側の転送先については、マニュアルには以下のようなヒントが書いてありました。
---------------------------------------------
 It is a good idea to store each measurement log file in its own subdirectory under
 .../Desktop/GnssAnalysisFiles/yourSubdirectory/
---------------------------------------------

場所としてはデスクトップが判りやすいのですが、1回の分析処理で10個程度のファイルがLOGデータと同じディレクトリに生成されるので、デスクトップがファイルのアイコンだらけになります。

【(01)Xiaomi MI 8のLOGデータの格納場所】
01xiaomi-mi-8log

 LOGデータは、"gnss_log_2021_02_23_12_53_44"のようなファイル名でテキストファイルとして格納されています。


【(02)LOGデータの中身】
02log

 TXTフォーマットのLOGデータの中にRaw Dataが含まれています。
 他の各種データも含まれています。

-------ここまでがスマホ(GnssLogger)側の話です。-------

-------これ以降はPC(GNSS Analysis)側の話です。-------

 基本的には、以下の資料のp.16の"6 Work with your own data"以降の操作になります。

  Installation.and.User.Manual.GNSS.Analysis.App.pdf
  https://github.com/google/gps-measurement-tools/releases/download/V3.1.0.0/Installation.and.User.Manual.GNSS.Analysis.App.pdf


⑤GNSS Analysisを起動する。
 MS-DOS風の窓が開いてコマンドプロンプトが点滅しますが、砂時計もプログレスバーもないので、本当に処理が進んでいるのか心配になります。
 最初は長時間反応がないので、インストールに失敗したと思って何度か再インストールしました。
 結局、当方の環境では30秒程度でControl Panelが表示されました。

【(03)GNSS Analysis_Control Panel】

03gnss-analysis_control-panel

 マニュアルには"BE PATIENT"と書いてありますが、想定待ち時間が不明だとストレスが溜まります。


⑥“Find Log File”で目的のLOGデータを選択する。
当方の場合は、GnssAnalysisFilesの下位にlogdataという名前のフォルダを作り、更にその下位に、格納するLOGデータのファイル名と同じ名称のフォルダを作り、その中にLOGデータを入れました。
 今回は、LOGデータとして、"gnss_log_2021_02_23_12_53_44.txt"を使用したので、一寸判りにくいですが、階層構造は以下のようになります。

  .../Desktop/GnssAnalysisFiles/logdata/gnss_log_2021_02_23_12_53_44/gnss_log_2021_02_23_12_53_44.txt

 選択するのは最下位のテキストファイルになります。


⑦“Analyze and Plot”をクリックする。
 当方の場合は9個のプロット画像(分析結果表示用の初期画面)が完全に表示されるまでに2分程度かかりました。
 途中から処理中の画面が色々表示されるので、待つのはそれほど苦痛ではありません。

【(04)GNSS Analysisの分析結果表示用の初期画面】
04gnss-analysis

⑧9個のプロット画像の中の右上のPositios(Raw)の画像を全画面表示にする。

【(05)Positios(Raw)】
05analysis_positions-raw


⑨Positios(Raw)の画像の左下の"Show KalmanFilter"をクリックして、画像を表示した後に全画面表示にする。

【(06)Positios(Kalman Filter)】
06analysis_positions-kalman-filter

⑩Positios(Kalman Filter)の画像の左下の"Show ADR"をクリックして、画像を表示した後に全画面表示にする。

【(07)Positios(ADR)】
07analysis_positions-adr

 歩行経路の大体の様子が判ります。

 

-------ここまでがGNSS Analysisの基本的な動作の話です。-------

-------これ以降はGNSS Analysisの処理結果を利用して歩行経路をGoogle Earth上に表示する話です。-------

 この時点では、.../Desktop/GnssAnalysisFiles/logdata/gnss_log_2021_02_23_12_53_44/ のフォルダの中身は、以下のようになっています。


【(08)ThinkPad X250のLOGデータの格納状態】
08thinkpad-x250log

なお、"gnss_log_2021_02_23_12_53_44"がスマホからPCに転送されたLOGデータのテキストファイルで、それ以外のファイルは、分析処理後に自動的に同一ディレクトリ内に生成されたものです。

⑪ /GnssAnalysisFiles/logdata/gnss_log_2021_02_23_12_53_44/ のフォルダの中の下記のKMLファイルをクリック。

⑫"gnss_log_2021_02_23_12_53_44_rawPr"をクリック。→Positios(Raw)に対応する経路がGoogle Earthに表示される。
【(09)Google Earth_Raw】
09google-earth_raw

⑬"gnss_log_2021_02_23_12_53_44_rawKfPr"をクリック。→Positios(Kalman Filter)に対応する経路がGoogle Earthに表示される。

【(10)Google Earth_Kalman Filter】
10google-earth_kalman-filter

⑭"gnss_log_2021_02_23_12_53_44_Adr"をクリック。→Positios(ADR)に対応する経路がGoogle Earthに表示される。

【(11)Google Earth_ADR】
11google-earth_adr


【(12)歩行した道路】
12_20210225211001

 測位コースは、農地の中を通る幅2mの道路です。
 進行方向に向かって道路左端に沿って往復しました。
 道の両側には柵があったので、往復路の間隔は1.5m程度です。

 処理方法が、Raw→Kalman Filter→ADRと変化するのに従って、歩行経路のばらつきが小さくなっていくのが判ります。
 見かけ上は、測位位置が北に1.5m程度ずれているように見えますが、地図の座標精度が判らないので、正確なところは判りません。
 リアルタイムでこの程度の精度が得られるのであれば、スマホだけを見ながら試験コースを運転できるかも・・・

 

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2021年2月21日 (日)

GnssAnalysisで処理した位置データをKMLに変換してGoogle Earthで表示

 先日、Xiaomi MI 8のRawデータをGnssAnalysisのKalmanフィルタで処理して歩行経路を表示してみました。
 一寸見た感じでは、相対距離では1m程度の精度は出ているような感じはするのですが、絶対位置の精度が判りません。

【(01)GnssAnalysis_Positons_Kalman Filter】
01gnssanalysis_positons_kalman-filter


 Kalmanフィルタで処理したデータをKMLに変換してGoogle Earthで表示すれば、視覚的に位置のずれがある程度判るかもしれません。
 地図の精度は保証しないというGoogleのコメントを以前見たことがありましたが、現在はどうでしょうか?
 スマホで現在位置を地図で確認して、自分がその地図上の位置に居るから地図が正しいとは言えないところが悩ましいです。

 Google Earthの精度はどの程度かよく判りませんが、ある程度の目安になるであろうということで、GnssAnalysisの後処理データをKMLに変換することを考えました。
 多分同じような要求がある筈なので、ネットで一寸調べてみましたが、よく判りませんでした。
 もしかしたら、GnssAnalysisにそのような機能があるのではないかと調べてみたら、Control PanelのStatusの欄にヒントになりそうな以下の情報がありました。

【(02)GnssAnalysis_Control Panel_Status】
02gnssanalysis_control-panel_status


下記の3行がkmlに関係がありそうです。

   Wrote gnssPvt_rawPr to: gnss_log_2021_02_16_15_38_31_rawPr.nmea and *.kml
   Wrote gnssPvt_rawKfPr to: gnss_log_2021_02_16_15_38_31_rawKfPr.nmea and *.kml
   Wrote gnssPvt_Adr to: gnss_log_2021_02_16_15_38_31_Adr.nmea and *.kml

 文の内容から想像すると、GnssAnalysisのPositiosの3種類の出力(Raw, Kalman Filter, ADR)がkmlに変換されてどこかに書き込まれているような感じです。
 今回の場合は、Kalman Filter(Kf?)のデータが欲しいので、"gnss_log_2021_02_16_15_38_31_rawKfPr.kml"を探せばよい筈です。

探してみたら"gnss_log_2021_02_16_15_38_31_rawKfPr"というkmlファイルが見つかりました。
このファイルをダブルクリックすると、無事にGoogle Earthに歩行経路が表示されました。

【(03)Google Earthに表示されたKalmanフィルタ処理後の歩行経路】
03google-earthkalman


   直径3m程度の小さな茂みを目標として、周りをゆっくり歩いて一周しています。
 地図の画像上の茂みの中心とGNSSで測位した歩行円の中心が1.5m程度ずれています。
 測定地における地図の座標精度が判っていれば、測位精度が判断できそうですが、現時点ではサブメートルの精度ということになるのでしょうか?
 近くに一等三角点でもあれば、確認できるのかもしれませんが・・・

 なお、受信条件は以下の通りです。
  場所:農地に隣接した一般開放された空き地(天空率80%程度?)
  測位期間:3分(歩行)
  スマホ:Xiaomi MI 8 (Android 10)  
  GNSS Log取得アプリ:GnssLogger (v.2.0.0.0)
  Logデータ後処理アプリ;GnssAnalysis (V3.1.0.0)

 

【参考外部リンク】
Legal Notices for Google Maps/Google Earth and Google Maps/Google Earth APIs
Last Modified: February 1, 2021
https://www.google.com/help/legalnotices_maps/


Sensors (Basel). 2008 Dec 8;8(12):7973-7981. doi: 10.3390/s8127973.
Horizontal Positional Accuracy of Google Earth's High-Resolution Imagery Archive
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27873970/
--------------------------------------------
Relative to Landsat GeoCover, the 436 Google Earth control points have a positional accuracy of 39.7 meters RMSE (error magnitudes range from 0.4 to 171.6 meters).
--------------------------------------------


利用上の注意(位置精度等について) | 国土地理院
https://www.gsi.go.jp/kanri/kanri41010.html


GNSS Analysis App V 3.1.0.0 Release
released this 24 days ago (2021/02/21現在)
https://github.com/google/gps-measurement-tools/releases
--------------------------------------------
v3.1.0.0
Supports GnssLogger files and RINEX v3 observation files collected from GnssLogger v3.0.0.0
Supports more signals like BDS B2, GAL E5 in position computations
Adapts to the connection change to NASA CDDIS site (now uses HTTPS instead of FTP)
Fixes some known bugs
--------------------------------------------

 

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2021年2月15日 (月)

Xiaomi MI8のGnssLoggerをV2.0.0.0に戻しました

   Xiaomi MI8とGnssAnalysis(V3.0.3.0)は相性が悪い(?)ようで、Log取りがうまくいきません。
 旧いGnssAnalysisであれば、安定しているかもしれないと思って、V2.0.0.0に戻しました。
  2F西側の窓の隙間から3分程度受信しました。

【(01)Xiaomi MI8_GnssLogger(V2.0.0.0)】
01xiaomi-mi8_gnssloggerv2000

【(02)Xiaomi MI8_GnssLogger_Positions(Raw)】
02xiaomi-mi8_gnsslogger_positionsraw

【(03)Xiaomi MI8_GnssLogger_Positions(Kalman Filter)】
03xiaomi-mi8_gnsslogger_positionskalman-

【(04)Xiaomi MI8_GnssLogger_Positions(ADR)】
04xiaomi-mi8_gnsslogger_positionsadr

   位置のグラフを見ると、中心がずれていることを考慮してもADRが格段に精度が良くなっているように見えます。
 グラフの正しい見方が良く判りませんが、単純に点のまとまり程度が精度に対応すると考えると、下記資料のp.20-p.21の画像のようなスマホで文字書きも不可能ではないかもしれません。(とりあえず後処理が必要ですが・・・)

  GSA Raw Measurements Workshop 2020
  Updated Google Tools: Logging and Analyzing GNSS Measurements
  27  May 2020, v1.1 
      https://www.gsa.europa.eu/sites/default/files/expo/1.1_frank_van_diggelen_-_google.pdf

 

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2021年2月13日 (土)

Huawei P10のRaw DataをGnssAnalysis(V3.0.3.0)で表示してみました

 先日、2周波対応のXiaomi MI 8を買いましたが、GnssLogerでRaw Dataを出力できる事は確認できました。

 以下のによれば、GNSS AnalysisというPC用のソフトRaw Dataをグラフィカルに表示できるようです。
 面白そうなので試してみました。


  Android デベロッパー>ドキュメント>ガイド
  生の GNSS 測定値
  https://developer.android.com/guide/topics/sensors/gnss.html

  GnssAnalysis (V3.0.3.0)
  インストール ガイドとユーザー マニュアル
  https://github.com/google/gps-measurement-tools/releases/download/V3.0.3.0/Installation.and.User.Manual.GNSS.Analysis.App.v3000.pdf


 PC(ThinkPad X250, Windows 10 Pro, 64bit)にGnssAnalysisをインストールしました。
 当方はgunzipって何? Pathって何?というレベルなので結構手間がかかりました。
 データの種類と流れが一寸判り難いです。

 どうにかインストールできたので、Xiaomi MI 8で取得したRaw Dataを表示しようとしたのですが、エラー発生で処理が進みませんでした。
 crashlogを見ると、8個くらいエラーが発生しています。
 エラーの内容は殆ど理解できませんが、「ファイルと形式文字ベクトルとが一致しません。」というのはデータの型が違うということでしょうか?
 なお、プログラムに付属していたサンプルデータは正常に動作しました。
 サンプルデータのフォーマットとXiaomi MI 8で取得したデータのフォーマットを見比べてみましたが、大幅に異なっています。
 知識がないと手も足も出せないので、Xiaomi MI 8はあきらめて、1周波ですが一応Raw Dataに対応しているHuawei P10で試してみました。
 2F西側の窓の隙間から5分程度受信しました。

 理由はよく判りませんが、無事に処理が進んで、マニュアルに記載されているようなグラフが表示されました。

【(01)GnssAnalysis_Control Panel】
01gnssanalysis_control-panel

【(02)GnssAnalysis_Huawei P10】
02gnssanalysis_huawei-p10

【(03)GnssAnalysis_Positions】
03gnssanalysis_positions

【(04)GnssAnalysis_ADR errors】
04gnssanalysis_adr-errors


 グラフの意味はよく理解していませんが、後処理(フィルタ処理等)でかなり測位精度は改善されるようです。
 ただし、PCの動作を見ていると、かなり負荷が重そうなので、スマホ内でリアルタイムに処理するのは結構ハードルが高いかもしれません。
 技術の進歩は速いので、ハードウエアとアルゴリズムの改良で、それほど遠くないない未来に高精度スマホが実現するとうれしいです。

 なお、Xiaomi MI 8の方は追々勉強する予定です。

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2021年2月11日 (木)

GnssLogger V3.0.0.0を使ってみました

 下記の資料を見ていたら、GnssLoggerの機能が改善されているようです。

  4th GNSS Raw Measurements Taskforce Workshop
  Presentations:
  1.1_frank_van_diggelen_-_google.pdf
  https://www.gsa.europa.eu/sites/default/files/expo/1.1_frank_van_diggelen_-_google.pdf

  GSA Raw Measurements Workshop 2020
  Updated Google Tools: Logging and Analyzing GNSS Measurements
  27  May 2020, v1.1

 詳細はよく判りませんが、RINEXやスマホセンサのデータのログ取得が簡単にできるようになったようです。

 アプリの説明を見ると、最近更新されています。

  GnssLogger App
  Developed with Google
  https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.android.apps.location.gps.gnsslogger&hl=ja&gl=US

  新機能
  GnssStatus list, skyplot and raw measurements logging in RINEX V3 format added.
  追加情報
   更新日:2021年2月10日
   サイズ:5.3M
   インストール:1,000+
   現在のバージョン:v3.0.0.0
   Android 要件:7.0 以上

 技術的な意味はよく理解していませんが、とりあえずXiaomi MI8にインストールして動かしてみました。

【(01)GnssLogger新旧GUI】
01gnssloggergui

 左がHuawei P1に入れた旧バージョン、右がXiaomi MI8に入れた新バージョンです。


【(02)GnssLogger V3.0.0.0】
02gnsslogger-v3000

 GUIがかなり変更になっており、「Log RINEX」等のスイッチがあります。

 

【(03)Log】
03log


【(04)Plots_all】
04plot_all
  可視衛星(信号)数は46波


【(05)Plots_QZSS】
05plot_qzss

6波表示されています。


【(06)Status】
06status

旧バージョンにはなかったタブです。

 

【(07)Skyplot】
07skyplot

 QZSSのPRN194がほぼ天頂にいます。
 方位が固定できるので見やすいです。

  LOGデータの意味がまだよくわからないので、追々勉強します。

 

 

 

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2021年2月 5日 (金)

今更ですがXiaomi MI 8(GNSS L1+L5)を買いました

 2周波スマホには興味がありましたが、今までは高嶺(高値?)の花ということで手が出ませんでした。
 世界初の2周波スマホはXiaomi MI 8のようですが、2018年発売ということで、中古価格がかなり下がってきました。

  World’s first dual-frequency GNSS smartphone hits the market
  Published: 04 June 2018
  https://www.gsa.europa.eu/newsroom/news/world-s-first-dual-frequency-gnss-smartphone-hits-market
 
 ネットの広告をみると2万円程度で中古が買えそうです。
 しかしながら、昔のレビューを見ると、リアルタイムの測位精度はあまり期待できないようです。
 また、目隠し運転の動画(Fake? 現在は閲覧不可)の印象がよくありません。

  Xiaomi Mi 8 Dual Frequency GPS Better Than Others Or Marketing Hype?
  Jun 30, 2018
  https://www.youtube.com/watch?v=ZTEXJHR4tOA

 とは言っても、やっぱりL5の信号を実際に受信してみたいです。

 下記の記事を見ると、Pixel 4, Pixel 4 XL, Xiaomi Mi8を使用して、L1, L5のデータが収集されているようなので、Xiaomi MI 8でもL5の信号は受信できると信じてよいようです。
 ただし、この記事自体は、後処理用のGNSS Rawデータに関するものなので、Xiaomi Mi8の出力でリアルタイム処理ができるかどうかはよく判りません。

  Android smartphones high accuracy GNSS datasets
  2020
  https://research.google/tools/datasets/android-accuracy/
  ”This dataset has 39 traces collected from Pixel 4, Pixel 4 XL, and Xiaomi Mi8.


 結局、秋葉原で時々利用するIosysに適当な在庫があったので、それを購入しました。
 購入したXiaomi MI 8のデバイス情報は以下のようになっていました。

 

【(01)Xiaomi MI 8_デバイス情報】
01xiaomi-mi8_device-info


 購入したモデルは、Android 10になっていました。

 Xiaomi MI 8とPCをUSB経由で接続すると、PCからXiaomi MI 8の内部共有ストレージにアクセスできるので、APKファイルを直接書き込むことが可能です。

【(02)内部共有ストレージ】
02xiaomi-mi8_

 とりあえず受信してみました。
 なお、Duty Cyclingは無効化しました。

・開発者向けオプション表示
[設定]→[デバイス情報]→[MIUIバージョン]を連打
・Duty Cycling無効化
[設定]→[追加設定]→[開発者向けオプション]→[GNSS計測の完全な実行]


【(03)Duty cycling無効化】
03xiaomi-mi8_duty-cycling_20210207181601


【(04)GPSTest】
04xiaomi-mi8_gpstest_20210209213601

【(05)GPSTest_CF_sort】
05xiaomi-mi8_gpstest_cf_sort


【(06)GPS Test_level】
06xiaomi-mi8_gps-test_level


【(07)GPS Test_sky】
07xiaomi-mi8_gps-test_sky


【(08)Mapit】
08xiaomi-mi8_mapit

【(09)GnssLoger】
09xiaomi-mi8_gnssloger_20210207181701


【(10)G-RitZ Logger_1】
10xiaomi-mi8_gritz-logger_1_20210207181801

【(11)G-RitZ Logger_2】
11xiaomi-mi8_gritz-logger_2


【(12)G-RitZ Logger_3】
12xiaomi-mi8_gritz-logger_1

 

 現状では、衛星は沢山捕捉するけれども、精度は4mが限度のようです。

 リアルタイムで高精度測位ができるかもしれないと妄想して、好奇心だけで2周波スマホを買いましたが、発表されている高精度測位関連の論文の数が多い割には、スマホで高精度測位ができたという話はあまり聞かないので、先は長そうです。

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2020年11月23日 (月)

Huawei P10とG-RitZ Loggerで擬似距離をリアルタイム表示

  時々思い出したようにGNSS(GPS等)ネタです。

 VADASE(Variometric Approach for Displacement Analysis Stand-alone Engine)に関する下記の資料(P19の写真)を見てスマホでA4サイズの一筆書きができるかもしれないと妄想してHuawei P10を買ったのですが、現実はそう甘くありませんでした。

  Performance analysis of GPS+Galileosmartphone raw measurements
  GSA, 30th may2018
  https://www.gsa.europa.eu/sites/default/files/expo/augusto_mazzoni_la_sapienza.pdf

 最初は、スマホに(無料の)アプリをインストールすれば実現できる程度に思っていたのですが、VADASEは特許で保護された技術のようで、無料で使用することは難しいようです。

  IT1406752B1
  Sistema di misura di movimenti in tempo reale, in particolare di movimenti cosismici e di vibrazioni di strutture
  https://patents.google.com/patent/IT1406752B1/it

  US20130090858A1
  System for measuring coseismic movements or vibrations of structures based on global navigation satellite systems-gnss and/or pseudolites
  https://patents.google.com/patent/US20130090858A1/en

 

 以下の資料には、無料で利用できそうな”GNSS Variometric Web Engine”というものが紹介されていたのですが、「このサイトにアクセスできません」というメッセージが出て弾かれました。会員登録が必要?

  GNSS Variometric Web Engine
  https://www.researchgate.net/deref/http%3A%2F%2Fwww.gnssvariometricengine.com

 現在のところ、これから先には進んでいません。


 折角、GNSSのRAWデータが出力可能なスマホがあるので、RAWデータの変化をリアルタイムで見てみたいです。
 RAWデータには色々な種類があるようですが、自分のような素人が見て数値の意味が分かる擬似距離を表示してみました。
 以下のアプリを使用しました。

  G-RitZ Logger
  Information & Communication Lab, Ritsumeikan Univ.
  https://play.google.com/store/apps/details?id=com.kubolab.gnss.gnssloggerR&hl=ja
   更新日 2018年5月11日
   サイズ 2.5M
   インストール 500+
   現在のバージョン 1.5.2
   Android 要件 7.0 以上


 結果は以下の通りです。

【Huawei P10とG-RitZ LoggerによるRAWデータ表示】
Huawei-p10gritz-loggerraw

 

 

  データを見て理解できるのはPseudorange位しかありませんが、GPS(米国)は確かに高度約2万kmで周回しています。
 リアルタイムの表示なので、数値の変化を見ていると、衛星が近づいているのか、あるいは遠ざかっているのかが判ります。
 判ったからと言って直接何かの役に立つ訳ではありませんが・・・(アマチュア無線の通信衛星の場合はドップラーシフトによる周波数変化の方向を確認する必要な場合があります)

 表示画面を眺めていると、衛星が動いているのが実感できるので、それなりに面白いです。

 ネットでHuawei P10による高精度測位の記事をたまに見かけますが、後処理を必要とするものが多いです。
 アプリを入れただけでリアルタイムで高精度測位ができるというのは難しいようです。

 現時点では2周波スマホは高いし、高精度という保証もないようなので、しばらく待つしかない・・・
 
 

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2020年9月13日 (日)

今朝のSBAS(GAGAN,MSAS,SNAS)

  京セラのBASIO3(KYV43, Snapdragon 430 MSM8937)にインストールしたGPSTest(barbeauDev)で画面を眺めていると、時々SBASの情報が表示されます。
 PRN、国旗、C/Nが表示されるだけなので、電離層の影響の補正が行われている訳ではないようです。
 信号としては、PRN128(GAGAN),PRN137(MSAS),PRN130(SNAS/BDSBAS)が表示されることが多いです。
  今までは、下記の画像のように、PRN128(GAGAN)とPRN137(MSAS)は国旗(インド、日本)が表示されていましたが、PRN130(SNAS/BDSBAS)は国旗が表示されていませんでした。
 
【(01)Screenshot_20200821-060805】
01screenshot_20200821060805
 
 
 
 ところが、今朝散歩の途中でGPSTest(barbeauDev)の画面を見てみると、下記の画像のように、PRN130に中国の国旗が表示されていました。

【(02)Screenshot_20200913-071153】
02screenshot_20200913071153
 
 
 
 アプリGPSTestは最近更新されていました。
  GPSTest
  barbeauDev
-----------------------------------------------
(抜粋)
• Improved SBAS - Add more satellites for SNAS (China) and SDCM (Russia).
更新日 2020年8月17日
-----------------------------------------------
 
  SNAS - Navipedia
 
 
  当方は、アプリを手動で更新しているので、20200821のキャプチャには間に合わなかったようです。
 
 現在のところ、BASIO3でSBASの国旗が見えたからといって、直接役に立つわけで無いようですが、他のDGNSS(DGPS)対応の端末を利用するときに、SBAS信号が可能な状態になっているかどうかを確認するために利用できるかもしれません。
 
【(03)GP-102 DGPS適用例@日比谷公園第一花壇】
03gp102-dgps
 
  芝生のエッジに沿って長方形状に一周しました。
 受信条件が良ければ、サブメータ級の精度が出るかも・・・・
【参考外部リンク】
IGS (International GNSS Service)
MGEX
SBAS
http://mgex.igs.org/IGS_MGEX_Status_SBAS.php#GPS

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2020年7月 2日 (木)

VADASEに関係するかもしれない特許

 安いスマホで、一筆書きをすることを妄想しているのですが、中々難しいです。
 以前、以下の資料の中の「Huawei P10 and gestures with VADASE kinematic Carrier Phase only – L1」のページを見て、Huawei P10で一筆書きができるかもしれないと期待してしまいました。

  Performance analysis of GPS+Galileosmartphone raw measurements
  GSA, 30th may2018
  https://www.gsa.europa.eu/sites/default/files/expo/augusto_mazzoni_la_sapienza.pdf

 たまたま、秋葉原でHuawei P10の中古品を見かけたので衝動買いしたのですが、実際にどのようにすれば一筆書きができるのか判りません。
 上記資料では、VADASE(Variometric Approach for Displacement Analysis Stand-alone Engine)というソフトを使っているようです。
 VADASEの技術の詳細は判りませんが、搬送波の位相データが出力できるスマホがあればL1だけで高精度(数cm)の変位測定ができるようです。
 絶対座標ではなく、変位を測定するもののようですが、一筆書きであれば絶対座標は不要なので、問題ない筈です。
 VADASEに対応するようなアプリがどこかに転がっていないかと思って探してみましたが、見つけることができませんでした。
 上記資料には、VADASEは特許化された技術であるようなことが書いてあるので、これが関係しているのかもしれません。

 2周波数スマホであれば、簡単に高精度が得られそうですが、価格が5~10万円もするので、遊び用に一寸買ってみるという訳にはいきません。

 VADASEの新しい情報がないかと思って久しぶりに探してみたら、以下の資料を見かけました。

  Validation of GNSS Variometric Web Engine: a New Tool for GNSS Community
  Presentation (PDF Available) · July 2019
https://www.researchgate.net/publication/334770327_Validation_of_GNSS_Variometric_Web_Engine_a_New_Tool_for_GNSS_Community
https://www.researchgate.net/profile/Augusto_Mazzoni/publication/334770327_Validation_of_GNSS_Variometric_Web_Engine_a_New_Tool_for_GNSS_Community/links/5d404a5f299bf1995b57bfc7/Validation-of-GNSS-Variometric-Web-Engine-a-New-Tool-for-GNSS-Community.pdf

 かなり詳しく書いてあるようですが、基礎知識がないので大雑把なことしか理解できません。
興味が惹かれた箇所をピックアップしてみました。

(抜粋)
--------------------------------
A patented idea
Since June 2010 VADASE idea was protected by a patent pending, thanks to the support of our University (patent released in 2014)
--------------------------------
GNSS Variometric Web Engine
www.gnssvariometricengine.com
Gnss-variometric-web-engine

--------------------------------
File format
RINEX 3.xx Navigation and Observation
1 Hz rate
Compliant with with Android Raw GNSS Measurements
--------------------------------
Conclusions
GNSS Variometric Web Engine is a freely available tool
--------------------------------

 ざっと見た感じでは、"GNSS Variometric Web Engine"は、"RINEX 3.xx Navigation and Observation"を入力すれば、3次元の速度データを出力してくれる無料のツールのようです。
 使い方はよく判りませんが、無料ということであれば一寸触ってみようと思ったのですが、当方がアクセスしたときには、「このページを表示できません」というエラーが出て、先に進めませんでした。
 理由はよく分かりませんが、そのうち、再度トライしてみたいと思います。


 上記資料の中に特許の話が出ていたので、素人無線家の好奇心で調べてみました。
 検索ポイントは以下の通り。

[発明者候補]
 Augusto Mazzoni 
 Marco Fortunato
 Mattia Crespi
[出願人・権利者候補]
 University of Rome
[出願年候補]
 2010
[発行年候補]
 2014


下記の特許が近そうです。
 文献の著者と発明者は完全には一致していませんが、割とよくあります。

IT1406752B1
Sistema di misura di movimenti in tempo reale, in particolare di movimenti cosismici e di vibrazioni di strutture
https://patents.google.com/patent/IT1406752B1/it

Inventor
 Gabriele Colosimo
 Mattia Giovanni Crespi
 Augusto Mazzoni

 2010-06-14 Application filed by Univ Roma
 2014-03-07 Publication of IT1406752B1


 イタリア語は読めないので、対応日本出願を見てみました。

--------------------------------------------------
特表2013-534623
グローバル・ナビゲーション衛星システム-GNSS及び/又は擬似衛星に基づく構造物の地震動又は振動を測定するシステム
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リアルタイムで、グローバル・ナビゲーション衛星システム-GNSSに基づいてセンチメートル単位の正確性で地震動又は構造物の振動を計測する方法であって、受信手段及び1Hz以上のサンプリング周波数におけるGNSS位相観測のための手段を備える受信機(r)、無線通信によってブロードキャストされる補正データを受信する手段、前記観測を処理する手段、以下の情報を貯蔵する記憶手段による方法であり、前記情報とは:
-前記受信機の位置の複数の参照座標(reference coordinates)、
-リアルタイムでの無線通信によってブロードキャストされる補正データであって、少なくとも複数の位置推算表(ephemerides)、複数のクロック補正値、及び電離圏モデルを含む、ブロードキャストされる補正データ、
-複数の処理結果であり、;
当該方法は以下のステップを有する:
-リアルタイムでの、少なくとも4つのGNSS源からの一対のGNSS位相観測値の受信と決定、及び、無線通信によりブロードキャストされた補正データの受信をすること、
-1Hz以上のサンプリング周波数の連続的な時点(t,t+1)において受信される一対の前記位相観測値のための時間内位相差(phase difference in time)の計算をすることであり、位相観測値の各対は前記複数のGNSS源の各々から来る、
-バリオメータ位相式による前記時間内位相差の各々の表現をすることであって、該表現は、少なくとも4つのバリオメータ位相式の系を定義するためであり、各式は、位相観測値の各対のためのものであって、4つの未知数を含み、該未知数は、
-前記連続的な時点(t,t+1)の間に生じる三次元の変位の3つのデカルト成分(Cartesian components)、
-前記連続的な時点(t,t+1)の間に生じる前記受信機のクロック・エラーの変化、
であり、
-各バリオメータ位相式の重みづけ要素の計算をすること、
-最小二乗法推定により、前記各4つの未知数に関し、少なくとも4つのバリオメータ位相式の系を解くこと。
--------------------------------------------------

 技術的内容は良く理解できませんが、位相情報から変位を求めているような雰囲気はします。


対応米国出願
US20130090858A1
System for measuring coseismic movements or vibrations of structures based on global navigation satellite systems-gnss and/or pseudolites
https://patents.google.com/patent/US20130090858A1/en


 現時点では登録になっているのはイタリアだけのようですが、そのうち他の国でも登録になるかもしれません。なお、日本出願は拒絶確定のようです。

  なお、網羅的に調べた訳ではないので、ほかに関係しそうな特許が存在している可能性があります。

 権利関係は原本を見ないと確認できない場合があるので、確認が必要な場合は公的な資格を有する専門家に依頼するのが間違いないかもしれません。


 Huawei P10で一筆書きができるようなアプリが出てくるとうれしいのですが・・・

 


【関連内部リンク】
2019年6月26日 (水)
HUAWEI P10のGPS RAWデータで一筆書きが可能!?
http://kenshi.air-nifty.com/ks_memorandom/2019/06/post-32ef4d.html

2019年6月29日 (土)
5システム&高精度測位対応のHuawei P10を買いました
http://kenshi.air-nifty.com/ks_memorandom/2019/06/post-3deee5.html



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