幾種定位原理及其特點(diǎn)分析

目前，市場(chǎng)上常見的定位方式是：衛(wèi)星定位、基站定位、WIFI定位、AGPS定位、IP定位。它們各有其特點(diǎn)，適用場(chǎng)景。

定位原理通常是使用“三角定位法”。即知道了用戶到三個(gè)固定點(diǎn)的距離，就能計(jì)算出用戶的位置。

1、GPS

GPS(Global PosiTIoning System)即全球定位系統(tǒng)，它是由美國研究的一種定位方式，特點(diǎn)是:不需要SIM卡，不需要連接網(wǎng)絡(luò)，只要在戶外，基本上就能隨時(shí)隨地的準(zhǔn)確定位。

但是GPS啟動(dòng)后搜索衛(wèi)星的時(shí)間比較多，一般需要2分鐘左右(俗稱冷啟動(dòng)，冷啟動(dòng)包括:

1、GPS初次使用

2、GPS電池耗盡

3、關(guān)機(jī)狀態(tài)下移動(dòng)1000公里以上的距離或持續(xù)關(guān)機(jī)超過4小時(shí))。

常見的衛(wèi)星定位系統(tǒng)：中國北斗、美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐洲伽利略

原理：接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星廣播，通過解析可見GPS衛(wèi)星的位置、距離等信息以及相應(yīng)算法得出自己的位置信息。

優(yōu)勢(shì)：定位精度高，只要能接收到四顆衛(wèi)星的定位信號(hào)，就可以進(jìn)行定位。

缺點(diǎn)：GPS受天氣和位置的影響較大。當(dāng)遇到天氣不佳的時(shí)候、或者處于高架橋/樹蔭的下面，或者在高樓的旁邊角落、地下車庫、室內(nèi)或露天的下層車庫(或者簡(jiǎn)單地說當(dāng)見不到天空的時(shí)候)，GPS的定位就會(huì)受到相當(dāng)大的影響，甚至無法進(jìn)行定位服務(wù)。

定位精度:5~10米

2、LBS(基站)定位

基站包括移動(dòng)、聯(lián)通和電信基站?；径ㄎ皇峭ㄟ^移動(dòng)通信的基站信號(hào)差異，通過當(dāng)手機(jī)開機(jī)，關(guān)機(jī)，切換基站時(shí)都會(huì)向就近最優(yōu)基站鑒權(quán)。因此，通過用戶出現(xiàn)的基站位置來確認(rèn)手機(jī)位置，另外處于同一基站范圍內(nèi)的，但處于范圍中的不同扇區(qū)，也會(huì)標(biāo)記。

基站定位的準(zhǔn)確度取決于定位地點(diǎn)附近所處的基站覆蓋密度，如果基站多，定位則準(zhǔn)確，如果是山區(qū)，基站少，則定位就不那么精確；LBS定位必須聯(lián)網(wǎng)，手機(jī)處于SIM卡注冊(cè)狀態(tài)(飛行模式下開wifi和拔出SIM卡都不行)。

原理：運(yùn)營商蜂窩基站的位置信息都是固定的，通過接收一個(gè)或多個(gè)基站信號(hào)終端，再根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度及基站位置進(jìn)行推算自身位置

優(yōu)點(diǎn)：方便，因?yàn)樗峭ㄟ^SIM卡接收基站信號(hào)進(jìn)行定位的。理論上說，只要計(jì)算三個(gè)基站的信號(hào)差異，就可以判斷出手機(jī)所在的位置。因此，只要用戶手機(jī)處于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有效范圍之內(nèi)，就可以隨時(shí)進(jìn)行位置定位，而不受天氣、高樓、位置等等的影響。

缺點(diǎn)：通過計(jì)算基站信號(hào)差異而得出的位置坐標(biāo)值，很明顯地遜于GPS的定位精度，受環(huán)境影響較大，在郊區(qū)和農(nóng)村可以將移動(dòng)臺(tái)定位在10~20米范圍內(nèi)，在城區(qū)由于高大建筑物較多，電波傳播環(huán)境不好，信號(hào)很難直接從基站到達(dá)移動(dòng)臺(tái)，一般要經(jīng)過折射或反射，因此定位精度會(huì)受到影響，定位范圍為100~200米;其次是使用范圍較窄，LBS雖然不會(huì)受到天氣、高架橋或高樓的影響，但如果超出手機(jī)的服務(wù)范圍，或者手機(jī)所處的基站數(shù)量不足，則無法進(jìn)行LBS定位，從這一點(diǎn)上說不太適合野外使用。

定位精度：10-2000米。

3、WIFI定位

Wifi定位，顧名思義，周圍必須有wifi才可以。WiFi定位的目的是解決室內(nèi)精確定位，原理類似基站定位。WiFi定位的條件是:

1、必須開啟wifi，無論是否連接某一個(gè)熱點(diǎn)。

2、必須能上網(wǎng)，移動(dòng)數(shù)據(jù)或者wifi聯(lián)網(wǎng)皆可。

原理：每一個(gè)無線AP都有一個(gè)全球唯一的MAC地址, WiFi定位靠的是偵測(cè)附近周圍所有的無線網(wǎng)絡(luò)基地臺(tái) (WiFi Access Point) 的 MAC地址，去比對(duì)數(shù)據(jù)庫中該 MAC地址的坐標(biāo)，交叉計(jì)算出所在地。

優(yōu)點(diǎn)：

1、定位精度高，wifi密集人流多的地方相當(dāng)精確;

2、速度快;

3、周圍的wifi即使連接不上也能定位。在不依賴外部設(shè)備的情況下，沒有比WIFI定位更精準(zhǔn)的室內(nèi)定位方式，室內(nèi)定位不精準(zhǔn)，偏二三十米遠(yuǎn)，這個(gè)問題當(dāng)前科技無解。

缺點(diǎn)：顯而易見的，

1、wifi依賴!--沒有打開wifi就不能定位;

2、必須處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。

3、用戶被迫共享了一點(diǎn)流量

精確度：10~200米

4、A-GPS定位

AGPS是輔助GPS定位的一種方法。AGPS和GPS 是一樣的,只是加上網(wǎng)絡(luò)的輔助而已，定位時(shí)，必須有GPS模塊存在，如果沒有GPS模塊，這種定位是不起什么作用的。

A-GPS定位是用來加快定位速度的，由于GPS冷啟動(dòng)時(shí)，搜星速度很慢(需要把頭上二十多顆衛(wèi)星挨個(gè)搜一遍)，大約2分鐘才能搜到。增加了AGPS定位之后可以利用基站大體定位下你所在的位置，然后通過網(wǎng)絡(luò)將這個(gè)位置發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)這個(gè)位置將此時(shí)經(jīng)過你頭頂?shù)男l(wèi)星參數(shù)(哪幾顆、頻率、位置、仰角等信息)反饋給你的定位設(shè)備，設(shè)備上的GPS就可以很有目的的去搜索衛(wèi)星，此時(shí)你的搜星速度大大提高，幾秒鐘就可以定位。

原理：接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星廣播，通過解析可見GPS衛(wèi)星的位置、距離等信息以及相應(yīng)算法得出自己的位置信息。

優(yōu)勢(shì)：和GPS比，

1、搜星定位快，不管是冷啟動(dòng)、熱啟動(dòng)，秒定

2、有效減少設(shè)備的電量消耗

3、緩解弱GPS信號(hào)情況下無法定位或精度降低的問題

4、對(duì)移動(dòng)設(shè)備的計(jì)算能力要求更低。

缺點(diǎn)：

1、必須聯(lián)網(wǎng)，如果你的設(shè)備不能上網(wǎng)，或是停機(jī)了身邊又沒有wifi，是沒法應(yīng)用AGPS達(dá)到秒定效果的。

2、必須有AGPS位置服務(wù)器的支持

3、與GPS一樣，仍無法完美解決室內(nèi)(室內(nèi)無法接收GPS信號(hào))定位的問題。

精確度：5~10米

5、IP定位

日常中接觸到最多的定位手段，IP 地址是由一個(gè)叫互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商，即 ISP 提供的。我們可以回顧一下，我們家里拉寬帶的流程，可以方便了解IP定位的原理。首先到運(yùn)營商處辦理寬帶業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)員上門拉線。然后，電腦連接寬帶，最后，愉快上網(wǎng)。因此，我們地址和ip的詳細(xì)信息是在運(yùn)營商處。

三層 ISP 結(jié)構(gòu)分為主干 ISP，地區(qū) ISP，本地 ISP。本地 ISP 給用戶提供最直接的服務(wù)，本地 ISP 可以連接到地區(qū) ISP，也可以連接到主干 ISP。從原理上講。只要每一個(gè)本地 ISP 都安裝了路由器連接到某個(gè)地區(qū) ISP，而每一個(gè)地區(qū) ISP 也有路由器連接到主干 ISP，那么在這些相互連接的 ISP 的共同作用下，就可以完成互聯(lián)網(wǎng)中的所有的分組轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。

發(fā)送信息的流程是當(dāng)你向好友發(fā)了一條微信，這條微信首先會(huì)從你所在公司/學(xué)校的內(nèi)網(wǎng)上發(fā)到當(dāng)?shù)氐姆?wù)器，再從當(dāng)?shù)胤?wù)器發(fā)送到地區(qū)服務(wù)器，之后從地區(qū)服務(wù)器通過移動(dòng)/聯(lián)通/電信的服務(wù)器向你好友所在地的地區(qū)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)，再通過本地服務(wù)器最終轉(zhuǎn)發(fā)到好友所在公司/學(xué)校的內(nèi)網(wǎng)。如此一來，既然你的 IP 地址是由當(dāng)?shù)氐?ISP 分配給你的，自然也就知道了你所在的 IP 地。

我們發(fā)現(xiàn)圖中還有一個(gè)叫 IXP 的東西，這里簡(jiǎn)單擴(kuò)展一下，還是以發(fā)微信為例，如果每次發(fā)微信的都將數(shù)據(jù)先發(fā)到本地 ISP，然后發(fā)到地區(qū) ISP，然后再發(fā)到主干 ISP，通過這樣的鏈路將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?duì)方的設(shè)備上，顯然是不合理的，如果流量過大，有沒有什么優(yōu)化方案？顯而易見，當(dāng)然是有的，我們可以通過在低層 ISP 之間搭橋的方式，讓流量不走主干 ISP，直接在地區(qū) ISP 之間直接相連進(jìn)行交換分組，這樣一來可以降低延時(shí)，二來還可以降低費(fèi)用（走高層主干 ISP 收費(fèi)一定比直接走底層地區(qū) ISP 貴）。

原理：

申請(qǐng)的運(yùn)營商的地址判斷你的大致位置，注意只是大致位置。最精確可以獲取到街道。那么，有一些廠商提供服務(wù)為何可以提供精確定位呢？是因?yàn)閺S家將用戶使用時(shí)的當(dāng)前的坐標(biāo)，跟 IP 地址數(shù)據(jù)，當(dāng)前時(shí)間，定位方式，WI-FI 信息，移動(dòng)聯(lián)通電信等運(yùn)營商的基站信息，傳送給后臺(tái)服務(wù)器中，后臺(tái)服務(wù)器留存了這些數(shù)據(jù)。再通過利用這些數(shù)據(jù)，就可以計(jì)算出一個(gè) IP 曾經(jīng)在哪些范圍被使用過，從而得到一個(gè)精確的范圍數(shù)據(jù)，這個(gè)范圍的中心點(diǎn)，就被認(rèn)為是最接近用戶的地點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

網(wǎng)上有較多的網(wǎng)站可公開查詢，簡(jiǎn)單快速的就是ip定位，門檻較低。

缺點(diǎn)：

精確度較低，獲取到的地址不準(zhǔn)確。