Android上GNSS Hal服务解析

李小白是一只喵

发布于 2020-06-03 10:50:48

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发布于 2020-06-03 10:50:48

文章被收录于专栏：算法微时光

GPS HAL实现

源码路径：hardware/libhardware/include/hardware/gps.h

gps.h定义了各种常量和信息，包括定位模式、状态等，并同时给JNI层调用的接口。对于GPS的具体实现，需要跟具体的GPS驱动来定，因为某些GPS设备能直接输出所需要的NMEA数据，有的则需要自己实现解析才能得到。

gps.h中重要的结构体解析

GpsLocation结构体

typedef struct {
    // set to sizeof(GpsLocation) */
    size_t          size;
    //标志位. */
    uint16_t        flags;
    //维度
    double          latitude;
    //经度
    double          longitude;
    //以WSG 84坐标系统表示高度信息
    double          altitude;
    //速度
    float           speed;
    //方向
    float           bearing;
    //精确度
    float           accuracy;
    //时间戳
    GpsUtcTime      timestamp;
} GpsLocation;

GpsLocation用于表示GPS的定位信息.

GpsStatus

typedef struct {
    size_t          size;
    GpsStatusValue status;
} GpsStatus;

GpsStatus表示状态信息

GpsSvInfo

typedef struct {
    /** set to sizeof(GpsSvInfo) */
    size_t          size;
    /**伪差分 */
    int     prn;
    /**信噪比 */
    float   snr;
    /**海拔 */
    float   elevation;
    /**方向 */
    float   azimuth;
} GpsSvInfo;

GpsSvInfo表示卫星信息

GpsSvStatus

typedef struct {
    /** set to sizeof(GpsSvStatus) */
    size_t size;
    int num_svs;
    GpsSvInfo sv_list[GPS_MAX_SVS];
    uint32_t ephemeris_mask;
    uint32_t almanac_mask;
    uint32_t used_in_fix_mask;
} GpsSvStatus;

重要的结构体GpsInterface

typedef struct {
    //
    size_t          size;
    //初始化GPS时设置回调函数的结构体GpsCallbacks
    int   (*init)( GpsCallbacks* callbacks );
    //开始导航
    int   (*start)( void );
    //停止导航
    int   (*stop)( void );
    //关闭接口
    void  (*cleanup)( void );
    //置入当前时间
    int   (*inject_time)(GpsUtcTime time, int64_t timeReference,int uncertainty);
    //置入位置信息
    int  (*inject_location)(double latitude, double longitude, float accuracy);
    //删除帮助数据
    void  (*delete_aiding_data)(GpsAidingData flags);
    //设置位置模式
    int   (*set_position_mode)(GpsPositionMode mode, GpsPositionRecurrence recurrence,uint32_t min_interval, uint32_t preferred_accuracy, uint32_t preferred_time);
    //得到扩展信息指针
    const void* (*get_extension)(const char* name);
} GpsInterface;

GpsCallbacks 初始化函数init被调用的时候，会传入一个GpsCallbacks指针，它是一个包含多个回调函数的结构体

typedef void (* gps_location_callback)(GpsLocation* location);
typedef void (* gps_status_callback)(GpsStatus* status);
typedef void (* gps_sv_status_callback)(GpsSvStatus* sv_info);
typedef void (* gps_nmea_callback)(GpsUtcTime timestamp, const char* nmea, int length);
typedef void (* gps_set_capabilities)(uint32_t capabilities);
typedef void (* gps_acquire_wakelock)();
typedef void (* gps_release_wakelock)();
typedef void (* gps_request_utc_time)();
typedef pthread_t (* gps_create_thread)(const char* name, void (*start)(void *), void* arg);
typedef struct {
    size_t      size;
    gps_location_callback location_cb;
    gps_status_callback status_cb;
    gps_sv_status_callback sv_status_cb;
    gps_nmea_callback nmea_cb;
    gps_set_capabilities set_capabilities_cb;
    gps_acquire_wakelock acquire_wakelock_cb;
    gps_release_wakelock release_wakelock_cb;
    gps_create_thread create_thread_cb;
    gps_request_utc_time request_utc_time_cb;
} GpsCallbacks;

Init函数会注册这些回调函数，当触发某个状态时可以通过该回调函数像JNI层相应函数，JNI在回调到java层，完成数据的回调通知。

GpsXtraInterface 它的作用是GPS定义的一个增强，当GPS没有搜索到卫星时候，通过网络下载数据，可以让GPS快速找到当前可以使用的卫星信息.

typedef void (* gps_xtra_download_request)();

typedef pthread_t (* gps_create_thread)(const char* name, void (*start)(void *), void* arg);

typedef struct {
    gps_xtra_download_request download_request_cb;
    gps_create_thread create_thread_cb;
} GpsXtraCallbacks;

typedef struct {
    size_t          size;
    int  (*init)( GpsXtraCallbacks* callbacks );
    //植入XTRA数据到GPS
    int  (*inject_xtra_data)( char* data, int length );
} GpsXtraInterface;

inject_xtra_data函通过网络下载的Xtra数据植入GPS中，同样在init函数中设置回调结构体GpsXtraCallbacks，作为下载Xtra数据的会的回调函数。

gps_device_t Gps设备结构体

struct gps_device_t {
    struct hw_device_t common;
    //获取Gps硬件接口
    const GpsInterface* (*get_gps_interface)(struct gps_device_t* dev);

};

实现get_gps_interface方法在gps.c中，去实现查找具体的硬件接口，如果设备没有GPS硬件，可以模拟GPS接口，这样应用程序就不会因为没有硬件支持而挂掉。

GNSS HAL实现

源码路径：/hardware/interfaces/gnss

GnssConstellationType

/**
 * 卫星信息
 */

@export(name="", value_prefix="GNSS_CONSTELLATION_")
enum GnssConstellationType : uint8_t {
    UNKNOWN = 0,
    GPS     = 1,
    SBAS    = 2,
    GLONASS = 3,
    QZSS    = 4,
    BEIDOU  = 5,
    GALILEO = 6,
};

针对各种的导航卫星．

GnssLocation

/** Represents a location. */
struct GnssLocation {
    /** Contains GnssLocationFlags bits. */
    bitfield<GnssLocationFlags> gnssLocationFlags;

    /** Represents latitude in degrees. */
    double latitudeDegrees;

    /** Represents longitude in degrees. */
    double longitudeDegrees;

    /**
     * Represents altitude in meters above the WGS 84 reference ellipsoid.
     */
    double altitudeMeters;

    /** Represents speed in meters per second. */
    float speedMetersPerSec;

    /** Represents heading in degrees. */
    float bearingDegrees;

    /**
    * Represents expected horizontal position accuracy, radial, in meters
    * (68% confidence).
    */
    float horizontalAccuracyMeters;

    /**
    * Represents expected vertical position accuracy in meters
    * (68% confidence).
    */
    float verticalAccuracyMeters;

    /**
    * Represents expected speed accuracy in meter per seconds
    * (68% confidence).
    */
    float speedAccuracyMetersPerSecond;

    /**
    * Represents expected bearing accuracy in degrees
    * (68% confidence).
    */
    float bearingAccuracyDegrees;

    /** Timestamp for the location fix. */
    GnssUtcTime timestamp;
};

返回到jni层的gps位置信息．