移動(dòng)定位技術(shù)與lbs開(kāi)發(fā)

1、 移動(dòng)定位技術(shù)與LBS開(kāi)發(fā)倪 志2012-5-101概要LBS與移動(dòng)定位背景移動(dòng)定位技術(shù)分類(lèi)定位技術(shù)介紹LBS開(kāi)發(fā)與熱點(diǎn)問(wèn)題1.2.3.4.2 定位與LBSn 定位技術(shù)利用信息化手段獲知某一物體的位置信息。 n LBS（Location-Based Service）：基于位置的服務(wù)、位置服務(wù) 兩個(gè)層面：定位 + 服務(wù) 首先確定移動(dòng)設(shè)備或用戶(hù)的位置信息，及定位； 然后提供與位置相關(guān)的各類(lèi)信息服務(wù)。 3 背景n LBS（位置服務(wù)）的最初出現(xiàn)既不是出于商業(yè)利益，也不是源于明顯的市場(chǎng)需求，而是由于政府對(duì)突發(fā)的強(qiáng)制性法規(guī)。 服務(wù)制定 1995年，美國(guó)FCC頒發(fā)E911強(qiáng)制令：從2001年10月1日起，美

2、國(guó)的無(wú)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)商要提供自動(dòng)位置識(shí)別業(yè)務(wù)。 1999年，歐洲的通信法規(guī)定從2003年1月1 日有緊急呼叫發(fā)生時(shí)，所有的固網(wǎng)和移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商要為緊急救援機(jī)構(gòu)提供呼叫者的詳細(xì)位 置資料。4 定位技術(shù)性能指標(biāo)n 定位精度 n 定位準(zhǔn)確度 n 計(jì)算時(shí)間 n 覆蓋多種場(chǎng)景： 靜止、中低速移動(dòng)、高速移動(dòng) 室內(nèi)、室外 城區(qū)、郊區(qū)和鄉(xiāng)間 5 移動(dòng)定位技術(shù)分類(lèi)（1）n 按定位系統(tǒng)所處空間位置分類(lèi) 空基定位系統(tǒng)：GPS / GNOLASS / 北斗 / Galileo系統(tǒng) 地基定位系統(tǒng)：雷達(dá) 混合定位系統(tǒng)：A-GPS系統(tǒng)、gpsOnen 按定位參數(shù)測(cè)量所在位置分類(lèi) 基于網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)：Cell-ID定位技術(shù)等 基于終端的

3、定位技術(shù) n 按應(yīng)用場(chǎng)景分類(lèi) 室內(nèi)定位技術(shù) 室外定位技術(shù)6 移動(dòng)定位技術(shù)分類(lèi)（2）n 按定位所用參數(shù)分類(lèi) 場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量法（SSOA） 增強(qiáng)型場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量法 多徑法 信號(hào)到達(dá)角度測(cè)量法（AOA） 到達(dá)時(shí)間/時(shí)間差測(cè)量法（TOA/TDOA） 混合參數(shù)定位法 n 按定位發(fā)起方分類(lèi) 自主定位 第三方定位技術(shù) 7 GPS定位 GPS系統(tǒng)的組成包括定位 GPS可以獲得540米的精度 首次定位比較長(zhǎng)：數(shù)分鐘 8 A-GPS定位n A-GPS：Assisted GPS，網(wǎng)絡(luò)輔助的GPSn 網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)臺(tái)提供輔助的GPS信息，包括GPS偽距測(cè)量的輔助信息和移動(dòng)位置計(jì)算的輔助信息（如GPS星歷、GPS導(dǎo)航電文等）。 n 首

4、次定位響應(yīng)時(shí)間為5s30s9 AGPS與GPS的比較10 無(wú)線(xiàn)輔助GPS傳統(tǒng)GPS精度第 1 次定位時(shí)間靈敏度功耗連續(xù)定位間隔依賴(lài)于呼叫環(huán)境，精度為 5 -依賴(lài)于呼叫環(huán)境，精度為 5 - 200m (從50m (從開(kāi)闊天空到城市峽谷地 開(kāi)闊天空到城市峽谷地帶)帶)在所有呼叫環(huán)境中均只需要十 隨呼叫環(huán)境而變，從幾十秒鐘到 15 分幾秒鐘鐘不等 極好，在高阻擋環(huán)境中也能可靈敏度較低，有阻擋時(shí)性能較差或無(wú)靠定位法工作 很低連續(xù)跟蹤，功耗高 手機(jī)輔助模式：平均十幾秒1 秒手機(jī)定位模式：12 秒 IP定位技術(shù)n 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)多種技術(shù)手段收集一個(gè)較完備的IP地址數(shù)據(jù)庫(kù) n 通過(guò)來(lái)訪的IP，在IP地址數(shù)據(jù)

5、庫(kù)中查詢(xún) ，以獲得訪問(wèn)者所處的大致位置 n 問(wèn)題： 定位精度差 IP地址數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)與完善困難 11 蜂窩網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)n 基于網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù) 基于Cell ID +時(shí)間提前量（TA）的方法 基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間（TOA）方法、 基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間差（TDOA）方法 基于信號(hào)到達(dá)角度（AOA）方法 n 基于移動(dòng)臺(tái)的定位技術(shù) 用于GSM中的下行鏈路增強(qiáng)觀測(cè)時(shí)差定位方法（E- OTD）、 用于WCDMA下行鏈路空閑周期觀測(cè)到達(dá)時(shí)間差方法（OTDOA-IPDL） 12 蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)源于自然界蜂巢中“蜂窩”的現(xiàn)象，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將服務(wù)區(qū)劃分成多個(gè)以正六邊形為基本幾何圖形的覆蓋區(qū)域，稱(chēng)為蜂窩小區(qū)。

6、13 Cel ID定位技術(shù)（1）n 每個(gè)小區(qū)有一個(gè)全球惟一的小區(qū)識(shí)別碼 n CGI，Cell Global Identity ，全球小區(qū)識(shí)別碼，由以下構(gòu)成： CGI MCCMNCLACCI MCC：移動(dòng)國(guó)家代碼，如中國(guó)的MCC：460 MNC：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)代碼，如中國(guó)移動(dòng)的為：00，中國(guó)聯(lián)通為：01 LAC：位置區(qū)代碼 CI：Cell ID，小區(qū)ID14 Cel ID定位技術(shù)（2）n 小區(qū)基站相對(duì)固定，Cell ID和對(duì)應(yīng)位置數(shù)據(jù)，可構(gòu)成穩(wěn)定的基站位置數(shù)據(jù)庫(kù) n Cell ID定位根據(jù)用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所處的小區(qū)或基站，利用基站位置和覆蓋范圍，來(lái)標(biāo)識(shí)終端位置 n 定位精確度與地面蜂窩基站的密度、小區(qū)的大

7、小相關(guān) ，一般定位精度為100米20千米。 n CGI 結(jié)合TA（Time Advanced）提高定位精度 15 TOA定位技術(shù)TOA（ Time Of Arrival ）定位技術(shù)基本原理是通過(guò)測(cè)出電波從手機(jī)終端傳播到多個(gè)基站的時(shí)間來(lái)確定手機(jī)終端的位置。 用TOA定位的方法需要手機(jī)終端和參與定位的基站之間時(shí)間精確同步，必須通過(guò)與在基站上安裝了GPS或原子鐘的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間的同步來(lái)實(shí)現(xiàn)。 16 TDOA定位技術(shù)TDOA（TimeDifferenceOf Arrival）定位技術(shù)的原理是通過(guò)檢測(cè)信號(hào)到達(dá)兩個(gè)基站的時(shí)間差，而不是由到達(dá)的絕對(duì)時(shí)間來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)的位置，降低了對(duì)時(shí)間的同步要求。 不要求手機(jī)終

8、端和基站之間的同步，故在誤差環(huán)境下性能相對(duì)優(yōu)越。它也是基于網(wǎng)絡(luò)的定位方案，優(yōu)點(diǎn)是精度較高，實(shí)現(xiàn)容易。 17 AOA定位技術(shù)n AOA（AngleOfArrival）方法是由兩個(gè)或更多基站通過(guò)測(cè)量接收信號(hào)的到達(dá)角來(lái)估計(jì)移動(dòng)用戶(hù)的位置。 18 WIFI 定位 每一個(gè)WIFI AP都有一個(gè)全球唯一的MAC地址n WIFI AP設(shè)備在提供網(wǎng)絡(luò)接入時(shí)，會(huì)廣播自己的MAC地址，在一段時(shí)間內(nèi)相對(duì)固定，不會(huì)發(fā)生移動(dòng) 通過(guò)收集WIFI MAC地址與對(duì)應(yīng)位置，構(gòu)成 WIFI位置數(shù)據(jù)庫(kù) n 位置服務(wù)器根據(jù)移動(dòng)設(shè)備檢測(cè)到MAC地址和信號(hào)強(qiáng)弱，確定移動(dòng)設(shè)備的位置 19 室內(nèi)精確定位技術(shù)室內(nèi)定位技術(shù) 紅外線(xiàn)室內(nèi)定位技術(shù)（

9、RSS） 超聲波定位技術(shù) 藍(lán)牙技術(shù) 射頻識(shí)別技術(shù)（RFID） 超寬帶技術(shù)（UWB） ZigBee技術(shù) 圖像匹配識(shí)別定位 室內(nèi)精確定位仍處在學(xué)術(shù)研究與驗(yàn)證階段，離大規(guī)模應(yīng)用還有很大距離20 定位精度比較與適用場(chǎng)景21 位置服務(wù)開(kāi)發(fā)n 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)位置服務(wù)應(yīng)用 物質(zhì)層面：衣（購(gòu)物、團(tuán)購(gòu)、廣告）、食（ 餐飲）、?。ㄗ∷蓿⑿校?導(dǎo)航、旅游、拼車(chē)、租車(chē)、路況） 精神層面：切客類(lèi)、即時(shí)通信、社交、交友 、游戲、分享等 n 面臨的問(wèn)題： Check in是偽需求？用戶(hù)黏性不強(qiáng) 尚無(wú)明確的商業(yè)模式 22 位置服務(wù)開(kāi)發(fā)n 各大智能手機(jī)平臺(tái)上提供了定位和地圖API Android iOS HTML5n 開(kāi)發(fā)時(shí)常見(jiàn)的問(wèn)題 定位精度與耗電量 連續(xù)定位時(shí)，合理設(shè)置位置更新的時(shí)間和最小位移觸發(fā)條件，盡可能降低耗電量 CDMA網(wǎng)絡(luò)定位問(wèn)題 23 熱點(diǎn)問(wèn)題 Google等公司的基站與WIFI位置數(shù)據(jù)來(lái)源？ 運(yùn)營(yíng)商合作 街景汽車(chē)收集 用戶(hù)終端采集 n 位置=隱私? 2012年4月24 日，咨詢(xún)公司TNS調(diào)查報(bào)告指出：全世界60%手機(jī)用戶(hù)表示愿