手機定位=GPS衛(wèi)星定位?――漫談手機定位技術(shù)
生活中，我們經(jīng)常見到所謂手機定位的應(yīng)用，對于不可以思議的追蹤技術(shù)，我們都會想：這如何辦到的?以現(xiàn)今的定位技術(shù)來而言，某種程度上精密準(zhǔn)確的追蹤已經(jīng)可以實現(xiàn)，甚至超乎你的想象！各種各樣的定位技術(shù)其實早就內(nèi)置在你的智能手機上，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)走進了我們的生活。
GPS 衛(wèi)星定位：手機定位的核心
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談到手機定位，相信不少人馬上想到“GPS衛(wèi)星定位”。的確，GPS定位系統(tǒng)可以說是出現(xiàn)最早、發(fā)展最成熟、應(yīng)用最廣泛的定位技術(shù)。GPS的英文全名是“Navigation Satellite Timing And Ranging / Global Position System”，即衛(wèi)星測時測距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)。
衛(wèi)星是如何準(zhǔn)確定位的呢？其實非常的簡單，衛(wèi)星信號中所包含的信息大致包括衛(wèi)星的星圖軌道信息和精確無比的時間信號（原子鐘校準(zhǔn)），通過速度、時間與距離的公式，再輔助上四點定位的原理就可以確定用戶的位置了。
運行于宇宙空間的GPS衛(wèi)星，每一個都在時刻不停地通過衛(wèi)星信號向全世界廣播自己的當(dāng)前位置坐標(biāo)信息。任何一個GPS接收器都可以通過天線很輕松地接收到這些信息，并且能夠讀懂這些信息。而計算距離需要一個非常簡單的公式，距離=速度×?xí)r間。在這里，速度是使用了一個絕對速度――光速。每一個GPS衛(wèi)星都在廣播自己的位置，在發(fā)送位置信息的同時，也會附加上該數(shù)據(jù)包發(fā)出時的時間戳。GPS接收器收到數(shù)據(jù)包后，用當(dāng)前時間減去時間戳上的時間，就是數(shù)據(jù)包在空中傳輸所用的時間了。知道了數(shù)據(jù)包在空中的傳輸時間，那么乘上它的傳輸速度，就是數(shù)據(jù)包在空中傳輸?shù)木嚯x，也就是該衛(wèi)星到GPS接收器的距離了。在理論上只需要搜尋到4顆衛(wèi)星就可以準(zhǔn)確定位。
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手機基站定位：有手機信號就能定位！
手機基站定位服務(wù)又叫做移動位置服務(wù)，也就是移動互聯(lián)網(wǎng)圈里大名鼎鼎的LBS――Location Based Service。
它是通過移動通信運營商的網(wǎng)絡(luò)獲取移動終端用戶的位置信息（經(jīng)緯度坐標(biāo)），在電子地圖平臺的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種業(yè)務(wù)。
其大致原理為：移動電話測量不同基站的下行導(dǎo)頻信號，得到不同基站下行導(dǎo)頻的TOA（Time of Arrival，到達時刻）或TDOA(Time Difference of Arrivalm，到達時間差)，根據(jù)該測量結(jié)果并結(jié)合基站的坐標(biāo)（一般采用三角公式估計算法），就能夠計算出移動電話的位置。以TDOA定位技術(shù)為例:由手機發(fā)送信號至鄰近數(shù)個基地臺(二維空間定位至少需3個基地臺)，利用雙曲線的特性(兩焦點至曲線上的距離差值是定值)在兩兩基地臺間利用時間差來畫制雙曲線，兩組雙曲線之交點即為手機位置，定位精度依據(jù)基地臺分布的幾何位置有很大的影響。
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像谷歌手機地圖等各類手機地圖軟件中的粗略定位等等都是利用基站定位來實現(xiàn)的。這種定位技術(shù)不需要手機具有GPS定位能力，但是精度依賴于基站的分布密度及覆蓋范圍的大小，測量的基站數(shù)目越多，測量精度越高。由于基站位置和密度問題，定位精度可以從100米內(nèi)到上千米浮動，一般在城市可作為參考，稍微偏僻地區(qū)則有很大誤差。
WiFi定位：“靈異”定位技術(shù)
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如果你還不知道WiFi定位技術(shù)的話，那么你一定經(jīng)歷這樣的情況：你發(fā)現(xiàn)不支持3G的平板電腦或者是沒插SIM卡，或是進入飛行模式關(guān)閉移動信號的智能手機在家里打開 WiFi 的情況下竟然可以在谷歌地圖上精確定位到自己所在地。
到底這是怎么做到的？顯然不可能是靠 IP 地去查詢！其實這背后的關(guān)鍵是WiFi定位技術(shù)。其實Wi-Fi定位技術(shù),其原理與基站定位類似。我們都知道每一個無線AP都有一個全球唯一的MAC地址, WiFi定位靠的是偵測附近周圍所有的無線網(wǎng)絡(luò)基地臺 (WiFi Access Point) 的 MAC地址，去比對數(shù)據(jù)庫中該 MAC地址的坐標(biāo)，交叉計算出所在地。此法尚須有網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機做數(shù)據(jù)庫查詢才能完成定位。所以問題來了：這份無線網(wǎng)絡(luò)基地臺 MAC地址對應(yīng)到經(jīng)緯度的數(shù)據(jù)庫，是怎么建立起來的呢？基礎(chǔ)建設(shè)靠的是谷歌街景車。
WiFi定位數(shù)據(jù)庫被稱為Skyhook，收集無線接入點和移動基站信息
谷歌街景車除了拍下街景、建立建筑物 3D 模型數(shù)據(jù)以外，另外還做一件事情：沿路搜集所有公開的無線路由器的 MAC 地址和手機基站的ID，與當(dāng)時的經(jīng)緯度一并記錄。
其實你在使用移動終端+谷歌地圖定位程序時，也等于在幫忙做這件事情――當(dāng) WiFi 與手機基地臺定位或 GPS 定位同時開啟時，手持裝置憑借手機基地臺定位或 GPS 定位這兩種方式可以獲得目前的坐標(biāo)，再通過 WiFi 搜尋到附近所有的 無線路由MAC地址，從后臺向谷歌的數(shù)據(jù)庫做更新，這樣無需街景車測量就獲得了定位數(shù)據(jù)。iOS/安卓手機用戶在開啟“使用無線網(wǎng)絡(luò)定位”時會提示是否允許谷歌的定位服務(wù)手機匿名地點數(shù)據(jù)，就是這個意思。
以上所有信息傳到服務(wù)器之后，服務(wù)器會對這些信息做處理，濾掉明顯錯誤的信息，用這些輸入的信息經(jīng)過一個算法，處理出來一個位置信息記錄，存在數(shù)據(jù)庫里面。當(dāng)這些記錄越來越多的時候，能夠查詢到的位置就越來越準(zhǔn)確。而擁有如此龐大的數(shù)據(jù)庫，又能夠號召每個移動終端幫忙更新維護這個數(shù)據(jù)庫的，大概也只有谷歌了。
總結(jié)
GPS老而彌堅，基站定位、WiFi定位等簡約式定位技術(shù)的興起，開拓了整個移動定位服務(wù)的市場。正是有了這些技術(shù)，移動互聯(lián)網(wǎng)社交網(wǎng)絡(luò)的“溝通、分享”，電子商務(wù)的“吃、喝、玩、樂、購”服務(wù)才真正走進了我們的日常生活。
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