基于Android系统的高精度定位SDK方案

Posted 2022-03-30 格格巫 MMQ!!

内容简介

1、android经典架构

2、Android高精度SDK架构设计说明

3、Android高精度SDK系统层技术设计详解

课程实录

一、Android经典架构

Android系统的架构分为四层，分别是应用层、应用框架层、系统运行库层和Linux内核层。其中，跟定位有关的是应用层，以及应用框架层中的“Location Manager”，千寻位置提供的高精度SDK方案，主要也是应用在这两个地方。

二、Android高精度SDK架构设计说明

千寻位置提供的高精度SDK，在架构设计上与Android系统一脉相承：最顶端是用户接口层，承担着跟用户对接的功能；随后是核心业务层，实际应用场景比较复杂；下一层是算法适配层；再下一层是JNI（Java Native Interface），它主要负责上层的JAVA语言和算法层C语言之间的“翻译工作”；最底层则是算法层。

开发者可以从应用层或应用框架层，调用千寻位置提供的高精度SDK。

△千寻位置Android高精度SDK架构设计图(简版）

为了方便开发者进行集成，这里将重点介绍用户接口层、硬件交互层以及算法层的设计边界。

1）用户接口层

千寻位置的Android高精度SDK，在用户接口层的设计具备以下特点：

遵循LMS系统API设计规则，开发者无需额外学习便可集成；
采用Builder设计模式，可高效实现参数配置；
内部实现异步调用，不对主线程造成负担；
最多可以支持20个并发定位请求。

2）硬件交互层

在使用千寻位置的Android高精度SDK时，有时会涉及到与硬件交互的部分。这部分内容具体体现为：SDK从芯片获取一些跟定位相关的原始数据，包括Nmea数据、原始观测量、IMU传感器数据以及芯片发出的控制指令等，而这些数据的传输可通过USB、串口、蓝牙或wifi等方式进行。

△千寻位置Android高精度SDK-硬件交互层（设计图示）

3）算法层

终端原始观测数据和千寻位置差分服务数据的解算，在算法层进行，涉及到的核心算法有PVT（定位、定速、授时）、RTK（实时载波相位动态差分）、RTD（实时伪距差分）、DR（惯导）、PPP（精密单点定位）、AGNSS（辅助全球导航卫星系统）等。

△千寻位置Android高精度SDK-算法层（设计图示）

三、Android高精度SDK系统层技术设计详解

如果Android设备的APP应用集成高精度定位服务，那么，直接用Android标准API调用千寻位置提供的SDK即可。但如果是系统或终端设备厂商，希望系统级提升定位精度的话，就要在应用框架层调用SDK了。

在Android的应用框架层里，跟定位相关的有三部分，分别是GLP（Gnss Location Provider）、NLP（Network Location Provider）、FLP（Fused Location Provider）。而千寻位置的SDK方案则是基于GLP来实现系统级高精度定位的。

△Android的应用框架层跟定位相关的是：GLP、NLP和FLP

Android系统集成千寻位置的SDK方案后，该SDK下的技术框架QXGLP将代替GLP向系统注册定位服务，等同于接管了系统的GLP能力。QXGLP承担着任务调度、数据注入、位置结果融合，Nmea结果融合等职责。对于QXGLP的绝大部分修改由千寻位置内部代码完成，并封装成独立模块，通过独立脚本编译，无需开发者参与。

下面为大家介绍具体的技术组合方式：

1）技术组合：GNSS+SDK+算法

首先，Android系统的GNSS模块会生成原始的定位数据，包括Nmea、原始观测量等；接着，系统将这些数据注入到千寻位置的Android高精度SDK， 再到算法解算，最终通过SDK输出高精度定位结果到应用层。开发者想要验证这条通路也非常方便，但要注意，安卓系统必须是7.0以上的，这样才能从应用框架层拿到符合算法要求的GNSS数据。

△技术组合方式1：GNSS+SDK+算法

2）技术组合：芯片+SDK+算法

与第一种技术组合方式不同，采用“芯片＋SDK+算法”的技术组合方式，数据源不是从原生系统中获取，而是通过增加一个定位芯片， 让SDK通过驱动层从这个定位芯片中获得数据，进而进行解算输出。二者之间的通讯通过串口来实现。

3）技术组合：外接设备+SDK+算法

第三种技术组合方式，最大特点是定位数据源既不来自系统原始数据，也不来自芯片，而是来自于外接的定位设备。数据可通过USB、蓝牙或wifi等方式传输给SDK，算法进行解算后输出高精度定位结果，最终给到应用层。

△技术组合方式3：外接设备+SDK+算法

互动问答

LeslieXong：为什么Android上要有那么多并发定位请求？是指不同的APP同时请求吗？

黄成钟：是指同一个APP的定位请求。正常情况一个APP调用应该不会同时有20个这么多，只是有一些开发者在集成SDK时，存在技术上的不规范，导致APP的调用请求堆积，出现位置数据输出异常的情况，这里只是强调一下，我们的上限是20，否则就会调用失败。

坤：千寻位置现在开放 Android SDK了吗？需要外接硬件吗？

黄成钟：由于这款SDK的集成效果，跟硬件兼容性有很大关系，所以千寻位置暂时没有形成标准化的SDK对外公开。目前，这款SDK主要通过商务人员对外提供，如果你有需要，可以先联系千寻位置的客服。刚刚介绍了3种技术组合方式，第三种就涉及外接硬件，前两种不需要。

Enlighting：对卫星信号质量要求高吗？

黄成钟：如果需要得到高精度的定位结果，卫星信号的平均CN0要达到30以上。

赵存瑜：除了Android的SDK，咱们有没有针对物联网操作系统的SDK？

黄成钟：目前千寻位置提供的SDK包括算法支持嵌入式、Linux以及Android系统。如果你所说的物联网操作系统是基于安卓系统5.0以上的版本，就可以进行适配。