Avaliação da qualidade posicional de um sensor GNSS de dupla frequência presente em um smartphone sob diferentes cenários e métodos de posicionamento

Abstract

Resumo: A partir da nova Interface de Programação Aplicada implementada nos sistemas operacionais Android, tornou-se possível realizar o acesso aos dados GNSS brutos provenientes de sensores GNSS presentes em determinados smartphones e tablets que utilizam a plataforma Android Nougat e sucessores. Diante deste contexto inovador, surgiram determinados aplicativos voltados ao posicionamento de acurácia. Estes aplicativos permitem armazenar os dados em arquivos em formato universal RINEX, tornando possível realizar o pós-processamento e, consequentemente, a possível melhora na acurácia posicional obtida pelo dispositivo móvel. Dentre as inovações tecnológicas existentes no contexto do posicionamento via smartphones, cita-se a utilização de sensores GNSS modernos, tal como o sensor inserido no smartphone Xiaomi Mi 8, esse foi o primeiro smartphone no mundo a integrar um sensor GNSS de dupla frequência capaz de coletar informações provenientes de múltiplas constelações (ex.:GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou e QZSS) e múltiplas frequências (ex.: L1/L5, B1, E1/E5). Nesta pesquisa, foram estabelecidos diferentes cenários com o intuito de avaliar a qualidade das coordenadas geodésicas obtidas a partir dos dados coletados pelo Mi 8. Mediante a utilização de aplicativos gratuitos que armazenam os dados brutos em arquivos no formato RINEX, foram realizadas diversas campanhas de coleta de dados, os quais posteriormente, foram pósprocessados a partir de diferentes métodos de posicionamento e mediante o emprego de diferentes softwares, incluindo o serviço gratuito IBGE-PPP. Os resultados desta pesquisa mostram que é possível obter coordenadas geodésicas com acurácia da ordem decimétrica mediante o pós-processamento dos dados em modo estático. No entanto, em coletas realizadas em modo cinemático, as coordenadas geodésicas foram obtidas com acurácia métrica. Palavras-chave: Smartphone. GNSS. Acurácia. Posicionamento. Android.

Abstract: From the new application programming interface implemented in Android operating systems, it has become possible to access raw GNSS data from GNSS sensors present on certain smartphones and tablets that use the Nougat Android platform and successors. Given this innovative context, certain applications emerged aimed at positioning accuracy. These applications allow storing the data in files in universal format RINEX, making it possible to perform post-processing and, consequently, the possible improvement in positional accuracy obtained by the mobile device. Among the technological innovations in the context of positioning via smartphones, we cite the use of modern GNSS sensors, such as the sensor inserted in the Xiaomi Mi 8 smartphone, this was the first smartphone in the world to integrate a GNSS sensor Dual frequency capable of gathering information from multiple constellations (e.g.: GPS, GLONARSE, Galileo, BeiDou and QZSS) and multiple frequencies (e.g. L1/L5, B1, E1/E5). In this study, different scenarios were established in order to evaluate the quality of geodetic coordinates obtained from the data collected by Mi 8. Through the use of free applications that store the raw data in files in the RINEX format, several data collection campaigns were performed, which subsequently were post-processed from different positioning methods and Through the use of different software, including the free IBGE-PPP service. The results of this research show that it is possible to obtain geodetic coordinates with accuracy of the decimetric order through the post-processing of data in static mode. However, in collections performed in kinematic mode, geodetic coordinates were obtained with metric accuracy. Keywords: Smartphone. GNSS. Accuracy. Positioning. Android.