定位技術(shù)

前言

　　序　　人類對于定位技術(shù)和位置服務(wù)的渴求由來已久。一些代代流傳、膾炙人口的詩句如蘇軾“不識廬山真面目，只因身在此山中”，陸游“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”，王安石“夫夷以近，則游者眾；險(xiǎn)以遠(yuǎn)，則至者少”，除了托物言志、形象地傳遞詩人的人生感悟之外，也無意中表現(xiàn)出了古人在出行時(shí)對位置相關(guān)信息的期待與向往，以及這些信息在那個(gè)時(shí)代的匱乏。由此可見，那時(shí)古人出游，就是想找到一個(gè)景點(diǎn)，都是要“眾里尋他千百度”的。　　隨著時(shí)代的發(fā)展，定位技術(shù)也在不斷進(jìn)步。最原始的定位裝置主要依靠的是對自然界信息的測量，例如地磁場、日相和月相。而后來，人類在生產(chǎn)實(shí)踐中，逐步掌握了運(yùn)用慣性裝置（如陀螺儀）進(jìn)行定位的技術(shù)、利用機(jī)械波（如聲波、超聲波）進(jìn)行定位的技術(shù)及利用電磁波（無線電）進(jìn)行定位的技術(shù)等。這些技術(shù)使航海、航空和航天行業(yè)受益匪淺，而這些行業(yè)的發(fā)展，又大大促進(jìn)了世界不同國家和地區(qū)的交流，為人類社會(huì)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。然而，此階段的定位系統(tǒng)還有很強(qiáng)的專用性和局限性，其主要用于飛機(jī)、船只、航天器和軍用設(shè)備，并沒有實(shí)現(xiàn)社會(huì)化普及?！　PS的問世是定位行業(yè)里程碑式的事件，特別是在2000年，“選擇性可用”（即加擾）功能的關(guān)閉使得民用定位產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，一些民用的GPS終端如車載導(dǎo)航儀、個(gè)人戶外導(dǎo)航儀逐步得到了廣泛應(yīng)用，GPS基本上成為了個(gè)人定位的代名詞。但此時(shí)的GPS定位終端與移動(dòng)通信是毫無關(guān)系的，這些終端所作的工作就是根據(jù)衛(wèi)星信號實(shí)現(xiàn)定位的，也即完成“自己知道自己在哪里”這一任務(wù)。美國聯(lián)邦通信委員會(huì)E911計(jì)劃第一階段內(nèi)容在2005年的強(qiáng)制執(zhí)行促使了GPS定位系統(tǒng)與移動(dòng)通信終端的結(jié)合?！　911計(jì)劃是增強(qiáng)美國緊急電話911系統(tǒng)的計(jì)劃，目的是使911系統(tǒng)能夠在接到報(bào)警電話的同時(shí)獲取到報(bào)警人的位置，也即讓手機(jī)做到不光“自己知道自己在哪里”，也讓“別人知道自己在哪里”。為了E911的實(shí)現(xiàn)，技術(shù)廠商提出了將位置信息與電信網(wǎng)結(jié)合的方案與協(xié)議，特別是使用電信網(wǎng)來增強(qiáng)GPS定位性能的方案和協(xié)議，芯片廠商開始在通信芯片上增加GPS功能，手機(jī)操作系統(tǒng)也將GPS相關(guān)功能加了進(jìn)來，而電信運(yùn)營商也就由此進(jìn)入了位置服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈。在美國之外的運(yùn)營商，為了增強(qiáng)客戶體驗(yàn)、豐富增值服務(wù)，也紛紛開通了定位服務(wù)及基于位置的服務(wù)?！　≈袊娦努F(xiàn)有的CDMA通信網(wǎng)絡(luò)上，部署有基于高通？gpsOne？技術(shù)的“精定位平臺”，能夠提供全國有CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)的室外15m精度、室內(nèi)500m精度的輔助GPS（A-GPS）?！　《ㄎ环?wù)對于一般公眾用戶來說，如果需要使用該項(xiàng)服務(wù)，可以購買電信定制的移動(dòng)終端，打開AGPS功能，即可使用；對于政府企業(yè)用戶，中國電信也有相應(yīng)的產(chǎn)品可供選擇。在過去的幾年中，中國電信的AGPS已經(jīng)在物流、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、消防、城管等行業(yè)中，獲得了廣泛的應(yīng)用。中國電信對定位產(chǎn)品也投入了大量的人力物力，盡全力為用戶提供快速、準(zhǔn)確、可靠的AGPS服務(wù)。中國電信的精定位和粗定位業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，從建設(shè)以來經(jīng)歷了數(shù)次擴(kuò)容。可以說，這套系統(tǒng)正在為中國的發(fā)展做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)?！　」P者從2008年以來一直鉆研定位技術(shù)和業(yè)務(wù)，在過去的了幾年中，我們通過大量的現(xiàn)場測試與數(shù)據(jù)分析，通過不斷地積累定位技術(shù)，突破現(xiàn)有瓶頸，提出了優(yōu)化手段，提升了用戶體驗(yàn)；我們也投入人力研究世界最前沿的WiFi、IP等定位技術(shù)，不斷研發(fā)更為先進(jìn)的混合定位能力平臺；除此之外，我們還研究自主研發(fā)的北斗定位系統(tǒng)，促進(jìn)北斗產(chǎn)業(yè)鏈的形成和北斗民用的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程?！　』仡欉@幾年的工作，我感到充實(shí)而欣慰，我們團(tuán)隊(duì)的同志，也都有著各自方向上的不少積累。感謝這套《轉(zhuǎn)型時(shí)代叢書》，讓我們有機(jī)會(huì)把這些積累整理、記錄下來，也希望我們的些許經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)樽x者提供一點(diǎn)點(diǎn)幫助。　　展望未來位置服務(wù)的發(fā)展，我們認(rèn)為，位置服務(wù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合將更加深入和緊密。現(xiàn)有的移動(dòng)終端是集成通信功能、定位功能和互聯(lián)網(wǎng)功能的終端，通信功能與定位功能的結(jié)合已經(jīng)完成，通信功能與互聯(lián)網(wǎng)功能的結(jié)合也已經(jīng)由3G網(wǎng)自然帶來，而位置服務(wù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合才剛剛開始。很多互聯(lián)網(wǎng)廠家，在其發(fā)布的客戶端上，都加入了LBS的成分，而一些本身就依賴這種結(jié)合的企業(yè)如在線移動(dòng)導(dǎo)航企業(yè)，目前也非?；钴S?！　∥覀冞€認(rèn)為，位置服務(wù)對人類社會(huì)的意義已經(jīng)不再限于“又一項(xiàng)新的服務(wù)”。位置服務(wù)正在改變著人類社會(huì)信息的組織形式。這種新的組織形式以位置為基礎(chǔ)，更加直觀、更加自然、更加符合人類的認(rèn)知規(guī)律。很多以其他信息組織形式為基礎(chǔ)的產(chǎn)品如SNS產(chǎn)品，現(xiàn)在也都紛紛加入LBS功能，這也從一個(gè)側(cè)面證明了這種信息組織形式的生命力?！　∥覀兿嘈?，在不久的將來，位置服務(wù)將無處不在，我們及我們的后人，不論身處何地，不論需要什么信息，不論需要的信息多么詳細(xì)，在位置服務(wù)的幫助下，都不用“踏破鐵蹄無覓處”，而能輕而易舉“得來全不費(fèi)功夫”?！　∮捎诔筛鍌}促，以及筆者知識水平和認(rèn)識的局限，書中難免有疏漏之處，請各位專家和讀者不吝賜教。

內(nèi)容概要

　　本書對目前使用到的各種定位技術(shù)和定位系統(tǒng)進(jìn)行了全面描述，詳細(xì)闡述了定位業(yè)務(wù)的概念、原理、流程和應(yīng)用方法。主要內(nèi)容包括：衛(wèi)星定位技術(shù)，基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)和扇區(qū)定位的業(yè)務(wù)流程，通信網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS定位技術(shù)、SUPL規(guī)范和gpsOne定位業(yè)務(wù)流程，IP定位技術(shù)和GEOPRIV規(guī)范，WiFi定位技術(shù)、混合定位技術(shù)、傳感器定位技術(shù)和RFID定位技術(shù)等室內(nèi)定位技術(shù)。本書還分析和探討了網(wǎng)絡(luò)定位能力和終端定位能力的區(qū)別和能力開放的問題，并對定位技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈包括終端、芯片、操作系統(tǒng)、瀏覽器和地圖等進(jìn)行了全面介紹。

作者簡介

楊恒，博士。2002年畢業(yè)于清華大學(xué)自動(dòng)化系，2004年加入中國電信北京研究院，先后擔(dān)任無線技術(shù)研究室主任、移動(dòng)業(yè)務(wù)研究室主任和移動(dòng)行業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品總監(jiān)，現(xiàn)任寬帶與互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心專家、技術(shù)總監(jiān)。目前主要從事移動(dòng)業(yè)務(wù)和位置服務(wù)的技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)等工作。 魏丫丫，博士。2006年畢業(yè)于清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系，后加入中國電信北京研究院，現(xiàn)任行業(yè)應(yīng)用與集團(tuán)產(chǎn)品研發(fā)部團(tuán)隊(duì)總監(jiān)。目前主要從事位置服務(wù)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)等工作，在LBS產(chǎn)品和技術(shù)開發(fā)方面有較深積累，并在LBS領(lǐng)域發(fā)表過多項(xiàng)專利。 李彬，本科就讀于清華大學(xué)電子工程系，后在蘇格蘭格拉斯哥大學(xué)獲得并向編譯領(lǐng)域碩士學(xué)位。2008年加入中國電信北京研究院，目前主要從事定位產(chǎn)品開發(fā)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)工作。 郭丹，2008年畢業(yè)于北京郵電大學(xué)，獲通信與信息系統(tǒng)碩士學(xué)位，主要從事定位技術(shù)研究及定位產(chǎn)品開發(fā)等工作。

書籍目錄

第1章 定位技術(shù)引論
第2章 衛(wèi)星定位技術(shù)
2.1 全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介
2.2 GPS系統(tǒng)原理
2.3 GPS定位的主要指標(biāo)
2.3.1 靈敏度
2.3.2 時(shí)延
2.3.3 誤差
2.4 輔助GPS定位技術(shù)
第3章 基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)
3.1 扇區(qū)定位技術(shù)
3.1.1 位置相關(guān)的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)
3.1.2 扇區(qū)定位業(yè)務(wù)流程
3.2 基于信令監(jiān)測的定位技術(shù)
3.2.1 典型的業(yè)務(wù)場景
3.2.2 信令監(jiān)測技術(shù)方案
3.3 網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的定位能力開發(fā)
第4章 通信網(wǎng)輔助的GPS定位技術(shù)
4.1 SUPL規(guī)范
4.1.1 體系架構(gòu)
4.1.2 SUPL參考點(diǎn)
4.1.3 SUPL業(yè)務(wù)流程
4.1.4 SUPL的功能需求和版本差異
4.2 基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的gpsOne定位技術(shù)
4.2.1 gpsOne定位的基本原理
4.2.2 gpsOne的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
4.2.3 gpsOne的MO定位業(yè)務(wù)
4.2.4 gspOne的NI單次定位流程
4.2.5 定時(shí)器和事件
4.3 終端發(fā)起的定位能力開放
4.3.1 Android定位接口和流程
4.3.2 BREW定位流程
第5章 IP定位技術(shù)
5.1 IP定位原理
5.1.1 如何使用IP定位
5.1.2 IP地址查詢服務(wù)
5.1.3 IP定位的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)與發(fā)展
5.2 使用GEOPRIV模型分享位置信息
5.2.1 關(guān)于IETF
5.2.2 GEOPRIV架構(gòu)
5.2.3 位置對象
5.2.4 許可策略
第6章 WiFi定位技術(shù)和定位技術(shù)的發(fā)展
6.1 WiFi定位原理
6.1.1 簡易算法
6.1.2 基于模型的算法
6.1.3 指紋算法
6.1.4 室內(nèi)定位和室內(nèi)坐標(biāo)
6.2 混合定位
6.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)
6.2.2 混合定位能力開放
6.2.3 移動(dòng)WiFi接入點(diǎn)問題
6.3 其他新定位技術(shù)
6.3.1 傳感器定位
6.3.2 RFID定位
第7章 不同定位技術(shù)的比較
第8章 定位技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈
8.1 定位應(yīng)用架構(gòu)
8.2 終端對定位的支持
8.2.1 芯片對定位的支持
8.2.2 操作系統(tǒng)對定位的支持
8.3 在瀏覽器中調(diào)用定位能力
8.3.1 瀏覽器架構(gòu)
8.3.2 基于瀏覽器的LBS Web應(yīng)用
8.3.3 LBS Web應(yīng)用中的定位能力調(diào)用
8.4 地圖的調(diào)用和展現(xiàn)
附錄 縮略語
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   4.1.1.2 SUPL定位中心 SUPL定位中心通過與SET之間在用戶平臺承載上的信息交互，提供以下功能。 SUPL隱私功能（SPF，SUPL Privacy Function）：確保SET用戶的隱私。主要包括以下幾方面。 在SUPL網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的定位業(yè)務(wù)或者終端發(fā)起的定位業(yè)務(wù)中，遵守目標(biāo)SET的用戶隱私設(shè)置。 遵守目標(biāo)SET用戶的通知和確認(rèn)設(shè)置。在當(dāng)?shù)胤梢蟮那闆r下，允許緊急定位業(yè)務(wù)不考慮目標(biāo)SET用戶的隱私設(shè)置。 允許未來法律許可的對目標(biāo)SET用戶的操作。 SUPL初始功能（SIF，SUPL Initiation Function）：提供SUPL網(wǎng)絡(luò)開始與SET交互的機(jī)制，這種初始功能對SUPL網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的定位業(yè)務(wù)是非常重要的。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的定位業(yè)務(wù)中，根據(jù)SET的能力不同，SUPL網(wǎng)絡(luò)可以采用OMA推送、短消息、UDP／IP和SIP推送等方式發(fā)起與SET的交互。SET必須支持POTAP（空中WAP push協(xié)議，WAP Push Over the Air Protocal）、SIP推送和短消息這幾種方式的一種。在GSM／WCDMA／TD—SCDMA網(wǎng)絡(luò)中，SET和SLP必須支持0MA推送的SIF功能；而在CDMA2000網(wǎng)絡(luò)中，SET和SLP必須支持采用SMS方式的SIF功能。 SUPL安全功能（SSF，SUPL Security Function）：確保SUPL網(wǎng)絡(luò)和SET之間能相互認(rèn)證和鑒權(quán)的功能，包括消息確認(rèn)和數(shù)據(jù)完整性。 SUPL漫游功能（SRSF，SUPL Roaming Support Function）：在SET離開所在的歸屬SLP服務(wù)區(qū)域時(shí)提供位置服務(wù)的功能。有兩種SUPL漫游場景。 H—SLP或E—SLP要求V—SLP提供SET的初始位置估計(jì)，例如位置ID。 H—SLP或E—SLP要求V—SLP提供Lup位置計(jì)算消息和SPC的功能。 SUPL計(jì)費(fèi)功能（SCF，SUPL Charging Function）：在SLP內(nèi)的計(jì)費(fèi)功能。 SCF主要是收集政企計(jì)費(fèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括MLS應(yīng)用、SUPL代理和SET用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)。在漫游場景下，SCF的數(shù)據(jù)可以用于不同的SUPL提供商之間的結(jié)算。

編輯推薦

《定位技術(shù)》寫到，定位技術(shù)將終端用戶和互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容都增加了“位置”這個(gè)屬性，使得互聯(lián)網(wǎng)公司可以通過位置維度給特定的用戶提供基于位置的內(nèi)容，創(chuàng)造出更好的用戶體驗(yàn)服務(wù)?！抖ㄎ患夹g(shù)》首次對所有當(dāng)前商用的定位技術(shù)進(jìn)行了全面梳理和系統(tǒng)分析，并對正在研究的有可能進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用中的傳感器定位技術(shù)、RFID定位技術(shù)也進(jìn)行了論述?！抖ㄎ患夹g(shù)》還針對網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的定位、終端自定位這兩種定位流程進(jìn)行了詳細(xì)分析，并介紹了運(yùn)營商對定位能力開放的策略。除了定位技術(shù)本身，《定位技術(shù)》還對位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈的上下游環(huán)節(jié)進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，使得讀者能全面了解位置服務(wù)端到端的業(yè)務(wù)流程。

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