質問

このファイルはバイナリーXML形式のようです。 この形式は何ですか？また、（SDKのaapt dumpツールを使用するのではなく）プログラムでどのように解析することができますか？

このバイナリーフォーマットについては、ドキュメントでは説明されていません こちら .

備考 : Android環境の外から、できればJavaからこの情報にアクセスしたいのです。

どのように解決するのですか？

android-apktoolを使用する

apkファイルを読み込んで、XMLをほぼ元の形にデコードするアプリケーションがあります。

使用方法

apktool d Gmail.apk && cat Gmail/AndroidManifest.xml

チェック android-apktool をご覧ください。