老司机揭秘手机定位技术，这下彻底明白啦！

明天我们所处的移动互联网时代，手机成了每小我的生活标配。

这些手机里，安装了五花八门的APP，供给了各类办事，完全改变了我们的生活。

这些办事里面，就包括我们明天的配角——定位。

每一小我，每一件物品，在这个地球上都有一个空间位置信息，这就是定位。它很是重要，我们靠它来找到这小我或这件物。

自从有人类文化起头，舆图就被发现出来，用于标示位置信息。可是，由于技术手段的落后，人们只能经过参照物来“佛系”定位。

后来，有了罗盘、指南针，人类的定位才能不竭进步，定位的精度也不竭提升。

进入现代以后，随着社会的进步和科技的成长，定位技术更是日新月异。我们几近可以丈量和定位天下的每一个角落。

用于定位的装备和技术，也慢慢从航海航空、测绘救灾、军事国防等「高峻上」的范畴，渗透到普通老百姓的生活，成为不成或缺的组成部分。例如车辆导航、物流跟踪、交通治理等。

那末，大师平常利用手机定位办事的时辰，有没有想过这些题目：

手机到底若何实现定位的？工作道理是什么？

大师都晓得卫星定位，那末，能否是只要卫星这一种定位方式？为什么偶然辰我们没有翻开手机的卫星定位开关，照旧可以停止定位？

假如我们在室内，没有卫星信号覆盖，能否是就完全不能定位了？

…

明天这篇文章，小枣君就将发表这些题目标答案。

卫星定位

定位，我们凡是按利用处景，分为室内定位和室外定位。

我们先来说说用得最多的室外定位。

今朝最支流的室外定位方式，适才我们已经提到了，就是卫星定位。

卫星定位，是操纵人造地球卫星停止点位丈量的技术，也是今朝利用最为普遍、最受用户接待的定位技术。它的特点很是突出，就是精度高、速度快、利用本钱低。

可是，今朝天下上只要少数国家，具有扶植和保保护星定位系统的才能。

大师所熟知的，包括：美国的GPS，中国的斗极(BDS)、欧洲的伽利略(Galileo)、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)。此外，还有日本的准天顶系统（QZSS）和印度的IRNSS。

我们就拿利用最为普遍的美国GPS系统来说吧。

GPS，英文全名是Global Positioning System，全球定位系统。

它肇端于1958年美国军方的一个项目，1964年投入利用，1994年完全布设完成。

GPS系统的首要扶植目标，是为陆海空三大范畴供给实时、全天候和全球性的导航办事，并用于情报汇集、核爆监测和应急通讯等一些军事目标。

该系统由24颗卫星组成，其中21颗为工作卫星，还有3颗是在轨备用卫星。它们配合组成了GPS卫星星座。

24颗卫星距地高度为20200km，运转周期为11小时58分(恒星时12小时)，均匀散布在6个轨道平面内。

一般情况下，在地球概况上任何地址任何时辰，均匀可同时观察到6颗GPS卫星，最多可达10颗卫星。

除了天上的卫星之外，固然还需要空中的相关装备停止配合和监测，也就是空中监控系统。

GPS工作卫星的空中监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监控站。

GPS导航系统的根基道理，是丈量出已知位置的卫星到用户接收机之间的间隔，然后综合多颗卫星的数据便可晓得接收机的具体位置。

我们的手机，内置了GPS模块和天线，相当于接收机，负责GPS数据的接收和处置。

这些数据被手机操纵系统或APP利用软件（例如百度舆图）挪用，起到切肯定位的目标。

小提醒：大师倘使有爱好的话，可以安装类似“GPS雷达”这样的APP，随时检察自己的手机现在能搜到哪几颗定位卫星：

卫星定位这个工具，触及到国家平安，固然不能完全依靠于国外。所以，虽然GPS系统很是成熟，我们国家还是开辟了斗极系统。

停止今朝，我们的斗极系统已经具有商用才能，配合基准站，能给客户供给切确到10米的定位办事，和GPS不相高低。

同时，斗极也填补了GPS的不敷，具有短报文才能（GPS卫星是单向广播的，不具有双向通讯才能，功用略显单一）。限于篇幅，明天对斗极不多做先容，下次专门开专题来说。

对于GPS这样的卫星定位系统来说，影响定位精度的身分首要来自两个方面，一个是大气层中的电离层（电离层在太阳光的照耀下布满了离子和电子，对GPS信号这类电磁波的影响严重），还有一个是多径效应（之前先容通讯根本的时辰讲过，由于修建等影响，直射信号和反射信号到达的时候分歧，形成信号干扰）。

不外总的来说，假如天气OK，GPS的定位精度都不会太差。

基站定位

好了，说完了卫星定位，再来看看空中定位。

说到空中定位，大师首先想到了什么？哈哈，能否是雷达？

确切，雷达作为一项搜索定位技术，普遍利用于军事和民用范畴。可是，究竟普通手机数目很是庞大，加上生活场所障碍物很是复杂，不管从技术角度，还是本钱角度，都不合适采用雷达停止定位。

那我们采用什么方式呢？

实在可以用的方式很多，最常用的，是基站定位，也就是常说的LBS，Location Based Service（基于位购置事）。

基站定位的道理和雷达有类似之处。雷达定位大师都晓得，就是发射雷达波，按照方针的反射，停止空间位置测算。

基站定位的话，基站就相当因而一个“雷达”。

凡是，在城市中，一部手机遇在多个基站的信号覆盖之下。手机遇对分歧基站的下行导频信号停止“丈量”，获得各个基站的信号TOA（到达时辰）或TDOA（到达时候差）。按照这个丈量成果，连系基站的坐标，就可以计较脱手机的坐标值。

画个图，一看就大白了：

清楚了吧，三点一位。

基站定位的精度并不高，误差大要从100米到上千米。首要误差缘由，是来自基站的位置和密度。简而言之，基站数目越多，密度越高，定位精度也就越高。基站和手机之间的障碍物越少，定位精度也会有所提升。

凡是农村地域的基站定位精度低，是由于农村基站少，盲区多，偶然辰只要一个站的信号，固然没法切肯定位了。

除了上面所说的基站定位之外，假如你对定位精度要求不高的话，也可以间接检察手机当前地点的小区信息，来确认方针位置。

我们一切的手机，只要毗连到运营商的收集，就相当于“挂号”在收集里。当前毗连的基站信息，在手机中都可以查到。

在运营商何处，也很是轻易查到这个信息。即使你关机了，运营商HSS（负责治理用户数据的装备）都能查到之前你地点的基站小区。

这类方式检察位置比力快，可是精度就很低，一个基站覆盖的范围，从几百米到几千米不等。

Wi-Fi定位

除了基站定位之外，还有一个大师能够比力陌生的空中定位方式，就是Wi-Fi定位。

没错，Wi-Fi也可以定位哟！

也许你会以为，我所说的Wi-Fi定位，就是IP职位定位。实在并不是哦！

大师都晓得，每小我上网，城市有一个公网IP地址。这些IP职位，在收集系统中都是有注册的，例如属于南京电信或上海联通，之类的。

IP地址确切可以大致追踪到你的位置（运营商可以查得更正确），可是，这类定位也有范围性。一方面，现在很多运营商都采用NAT技术，纷歧定会给每个用户分派公网地址，另一方面， IP地址很轻易欺骗，我假如搞一个代理地址，你看到的IP，能够是美国的。

我所说的Wi-Fi定位，和上面的IP地址定位完全分歧，是按照Wi-Fi路由器MAC地址停止定位。

每一个无线AP（Wi-Fi路由器）都有一个全球唯一的MAC地址，而且一般来说，无线AP在一段时候内不会移动。

在开启Wi-Fi的情况下，收集装备（例如手机）可以搜到这个无线AP的信号，而且获得它的MAC地址和信号强度信息。

收集装配将这些信息上传到办事器，经过办事器的计较，保存为“MAC-经纬度”的映照。当收集的信息充足多，就在办事器上建立了一张庞大的Wi-Fi信息数据库。

当一个装备处在这样的收集合时，可以将收集到的这些可以标示AP的数据发送到位购置事器，办事器检索出每一个AP的地理位置，并连系每个信号的强弱水平，计较出装备的地理位置并返回到用户装备，其计较方式和基站定位位置计较方式类似，也是操纵三点定位或多点定位技术。

位购置事商要不竭更新、补充自己的数据库，以保证数据的正确性。

那末，题目来了，这些AP位置映照数据怎样收集的呢？

大致可以分为两种——自动收集和用户提交。

• 自动收集：

谷歌的街景拍摄车，没想到吧？它就是一个收集装备。它收集沿途的无线信号并打上经过GPS定位出的坐标回传至办事器。

• 用户提交

Android手机用户在开启“利用无线收集定位”时，会提醒能否答应利用Google的定位办事，假如答应，用户的位置信息就被谷歌收集到。iPhone则会自动收集Wi-Fi的MAC地址、GPS位置信息、运营商基站编码等，并发送给苹果公司的办事器。

和基站定位一样，Wi-Fi定位在AP麋集的地方有很好的结果。假如AP很少，那也很难定位正确。

总的来说，Wi-Fi这类定位方式的履行难度比力大，可用性和正确性也不高。所以，首要还是一种帮助性质的定位手段。

A-GPS定位

说到帮助，我们就要说到A-GPS了。

A-GPS，Assisted GPS，帮助全球卫星定位系统。从名字便可以看出来，这是GPS的一个增强功用。

这个技术，就是将GPS定位和基站定位两种技术相连系。

手机经过基站大致定位自己的位置，然后把位置告诉AGPS办事器，办事器按照这个位置信息，将此时经过你头顶的卫星参数（哪几颗、频次、位置、仰角等信息）反应给你的手机，你手机的GPS便可以快速搜索卫星。

采用A-GPS的话，手机搜星速度大猛进步，几秒钟便可以定位。

以上，就是常用的室外定位技术。

实在，说真话，最靠谱的方式，还是卫星定位。大师经常会发现自己被定位到河里去，多数都是由于卫星没信号，然后被基站定位和Wi-Fi定位给坑了。。。

室内定位

究竟上，像GPS这样的定位技术，虽然精度高，可是有一个明显的弱点，就是没法穿透修建物，不能实现室内定位。

可是，人们对室内定位是有激烈需求的。例如地下车库，人们经常会忘记自己的车停在那里。此外，在大型商场人流较多，找人会存在困难，小孩走失的话，也会需要定位。

在产业方面，也有定位需求，例如厂房内的生产线跟踪，资产治理等。

现在我们都在说“万物互联”，那末，物在那里，你总要晓得的吧？

对于这类室内定位需求，我们应当采用什么样的定位手段呢？

实在，任何一种通讯技术，自己城市带有定位功用。就像我们适才说的基站定位和Wi-Fi定位，自己都是通讯技术，可是经过丈量时候差，都可以停止位置丈量。

所以，短间隔通讯技术有哪些，室内定位技术，就有哪些。

例如，蓝牙定位、红外定位、RFID射频定位、超声波定位、Zigbee定位、UMB定位，全数都属于室内定位技术。Wi-Fi定位，实在也一样适用于室内。

我们简单先容几个比力典型的吧。

首先，说说蓝牙定位。

蓝牙，大师都很熟悉，是一种短间隔低功耗的无线传输技术。

蓝牙定位，就是经过在指定地区安装信标（可以发出蓝牙信号），实现切肯定位。这些比手秘密小的信标，每隔几米放置一个，可以与一切装有蓝牙模块的移动装备停止通讯。

蓝牙定位的优点，是装备体积小、短间隔、低功耗，轻易集成在手机等移动装备中。只要装备的蓝牙功用开启，就可以对其停止定位。

说到蓝牙定位，就要提一下iBeacon，这是苹果公司2013年推出的一种低功耗精准微定位办事。它比以往普通蓝牙技术传输间隔更远，精度更高。

别的一个比力受接待的室内定位技术，是UWB超宽带。

超宽带（UWB）定位技术操纵事前安插好的已知位置的锚节点和桥节点，与新加入的盲节点停止通讯，并操纵三角定位大概“指纹”定位方式来肯定位置。

超宽带通讯不需要利用传统通讯体制中的载波，而是经过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，是以具有GHz量级的带宽。

由于UWB技术具有穿透力强、抗多径结果好、平安性高、系统复杂度低、能供给切肯定位精度等优点，远景也是相当广漠。

限于篇幅，别的几种室内定位技术，小枣君就不逐一先容啦。

需要提一句的是，像GPS定位、基站定位这样的方式，搭建系统有很高的门坎，非论是技术，还是资金，都不是一般企业可以承受的。可是，室内定位技术完全分歧，它并不需要很大的投资，而且技术难度也小很多，所以，现在很多公司都在研讨，也做出了很多成熟产物。这一块的市场远景，还是很是广漠的。

好啦，以上，就是小枣君对常用定位技术的先容。

最初，我要提醒一下大师：定位数据属于重要的小我隐私信息，不得不法获得，也不能用于违法目标。

大师一定要庇护自己的位置数据，万万不要随意授权不靠谱的APP获得你的位置信息，免得带来生命危险。

嗯，明天就到这里啦，感激大师的耐心旁观，我们下期再会！

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