GPS

GPS毕小朋1目录LBS简介GPS简介AGPS简介GPS定位原理GPS与LBS的区别2LBS简介1.位置服务业务位置服务（LBS，LocationBasedServices）又称定位服务，LBS是由移动通信网络和卫星定位系统结合在一起提供的一种增值业务，通过一组定位技术获得移动终端的位置信息(如经纬度坐标数据)，提供给移动用户本人或他人以及通信系统，实现各种与位置相关的业务。实质上是一种概念较为宽泛的与空间位置有关的新型服务业务。1.1.LBS业务类型LBS业务依据不同的标准，基于位置服务有多种分类方式，根据应用特征，可分为大众应用和行业应用:•大众应用：针对大众用户的定位应用有很多，就目前而言，可以分为：实时导航类、特殊群体跟踪保护、信息类、游戏社区类。导航应用的目的就是对终端进行周期定位，随位置变化提供实时提示，带领终端用户找到其目的地。实时导航类应用的定位精度一般应在10米－50米左右。•行业应用：这一类的移动定位应用就是随时获取员工和资产的位置信息和用户组详细业务的状态。应用的实例有很多，比如分派工作的监管者需要知道雇员的位置和状态、物流管理、资产跟踪、动物跟踪等。相关行业主要包括物流、运输、制造、医疗、保险、零售等行业。行业应用的精度要求取决于行业特点和具体应用类型。例如跨省的物流管理，精度达到500米已经能够满足要求。3按定位请求发起方划分，可以分为：1.终端始发定位请求：由移动终端通过空中接口直接发给LSP平台的定位请求。此时终端用户在网络的配合下将自身的位置信息提供给LSP平台，LSP平台将其转换为经纬度或地图信息后提供给LBS客户端。2.终端终止定位请求：任何从LBS客户端向LBS业务平台发出的定位请求，LSP通过PLMN网络得到用户的位置信息（经纬度），并反馈给LBS客户端，移动终端通过LBS1.2.LBS业务框架完整的移动定位业务应该包括数据平台，移动通信网络，定位设备，定位服务平台，运营服务平台以及业务承载的移动信息终端等几个部分。(1)数据平台：主要包含空间数据库、黄页数据库、交通数据库等数据库。它主要为移动定位业务提供与位置相关的信息内容，包含地图、地名、地址、交通路况等各个方面的信息。数据平台是整个移动定位业务的主体内容。(2)移动通信网络：主要是移动信息终端和服务中心的连接链路，目前主要用2.5G网络及将要退出的3G通信网络。移动通信网络是移动定位业务的信息载体与通道，同时也是移动定位的关键组成部分。因为在基站定位方式中，主要式通过移动通信网络当中的蜂窝基站来对移动信息终端进行定位。(3)定位设备：主要是指基于各种移动通信网络的定位设备，现在有Nokia的GMLC、Ericsson的MPS及Alcatel的iMLS等。它主要解决从基站获取相关数据，然后计算出相关的位置信息，接收位置请求并返回位置信息结果。(4)定位服务平台：从定位设备获取定位信息，并将定位信息与地理信息等其他信息相结合，再与接入的服务提供商进行结合，提供一种基于位置的综合信息，对接入的服务商进行管理。同时，还包含计费包的计算等。定位服务平台式整个移动定位业务的一个关键环节。(5)运营服务平台：接入定位服务平台，获取地理信息与位置信息，并与其他信息综合起来，通过各种表现手段提供到用户的移动信息终端上。对用户提供最终的移动定位业务。(6)移动信息终端：各种能接入到移动通信网络当中的信息终端，包含现在的部分个人数字助理、智能手机、通信器等。4LBS简介1.3.LBS业务的接入和使用方法1、SMS接入：用户通过短信方式发出位置服务请求，位置服务业务系统从LBS平台获取经纬度信息，结合地图等内容，并以短信方式向用户提供位置服务。2、WAP接入：用户访问WAP网页，WAP服务器从LBS平台获取经纬度信息或位置业务信息（如地图等），并向用户返回所请求的位置服务信息。3、BREW/JAVA及其他终端驻留应用接入：用户通过BREW/JAVA下载服务器，下载位置服务应用，或通过其他方式获取终端驻留的位置服务应用。用户使用下载到本地的位置服务应用，从位置服务系统获取经纬度信息或位置业务信息。4、其他接入方式：用户可以通过WEB方式、语音方式查询其他用户终端的位置。位置服务业务系统接收到此请求后，向LBS平台发起位置服务请求，并根据返回的位置信息向用户提供位置服务。例如行业应用中，管理员对车辆进行定位。5LBS简介1.4.LBS测试注意项LBS测试注意项：•手机位置服务测试•定位是否正确•是否及时更新，如：移动1000米后是否更新到当前位置•位置信息是否描述正常•发送当前位置信息给好友的时候是否自动附上位置坐标等信息•有GPS和网络的时候，是否优先使用免费GPS•生成的路线信息是否最优化•定位时间是否太长•再次获得卫星信号后是否会自动成功定位•性能测试，如反复发送SMS进行定位•在定位时进行交叉测试，如定位时来电，来短信等6GPS简介1.GPS(GlobalPositionSystem全球定位系统)GPS是利用卫星导航进行测时和测距,以构成全球卫星定位系统。1.1.GPS组成GPS由三个独立的部分组成：●空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星。●地面控制系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站。●用户设备部分：接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成1.2.传统GPS定位•传统GPS定位:由24颗通讯卫星、地面控制平台和用户端GPS终端三部份组成地面控制平台向卫星播发星历等数据GPS终端接收卫星信号并进行计算处理,得出经纬度后在电子地图上显示7GPS简介特点：过于依赖终端性能，即将卫星扫描、捕获、伪距信号接收及定位运算等工作集于终端一身、终端耗电等方面的缺陷。在GPS信号接收环境极为恶劣的城市中心、地下停车场等无法进行定位，或定位误差较大。首次获取位置信息时间较长。8AGPS简介•无线网络辅助GPS定位广域GPS卫星参考网络由多个GPS接收机组成，每个GPS接收机覆盖半径为500公里，负责全天候监测覆盖区域上空所有GPS卫星的星历数据等定位所需信息，动态刷新存储于定位平台中的GPS卫星数据库。终端只有在需要定位时才通过无线网络向定位平台通报大概位置（属于哪个基站），然后通过定位平台获得GPS卫星信息。由定位平台的强大运算能力提高定位精度和灵敏度，解决了由终端因繁重的工作引起的定位灵敏度下降及终端耗电。特点：在定位精度、定位灵敏度、终端耗电及启动速度方面比传统GPS均有显著提高。每次定位时间间隔较长（15S）9GPS定位原理目前手机上被广泛使用的移动定位技术有三种：基于网络的小区识别定位、集成GPS定位和A-GPS定位。一、基于网络LBS即小区识别定位技术。GSM移动通信网络是由许多像蜂窝一样的小区构成的，每个小区都有自己的编号，由于手机通讯遵循蜂窝技术规范，因此只要手机不是离线模式，手机位于哪个小区就很容易知道，这种定位精度取决于移动终端所处蜂窝小区半径的大小，从几百米到几十公里不等，与其它技术相比，该技术精度最低，而且还会收取一定的月功能使用费。10GPS定位原理二、集成GPS即美国go-vern-ment提供的全球定位系统。24颗GPS卫星分布在6个道平面上，距离地面1万2千公里，以12小时的周期环绕地球运行，使得任意时刻地面上任意点都可以观测到4颗以上的卫星。集成GPS定位需要手机内置GPS模块，但该模块只有接收功能，没有发射功能。24颗GPS卫星不断向地球发射着包含时间、卫星点位等重要参数的信息，被我们的手机收到后，手机会利用多个卫星的同一时间发出的信号到达的先后顺序及时差计算出手机到各个卫星的距离，然后利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星组成3个方程式，解算出手机的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星时钟与手机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到手机的经纬度和高程。事实上，手机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，手机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位。11GPS定位原理三、辅助GPS即AssistGPS，简称A-GPS，是网络辅助的全球定位系统，这种方法实际就是小区识别定位+集成GPS定位+远端数据计算+GPRS信息传输。辅助GPS定位需要移动运营商提供其移动通信信号塔的GPS位置，并在移动网络上加建位置服务器，还需要在地面建设GPS基准站(用于实时观测卫星并向定位服务器提供全球实时星历数据)。辅助GPS定位过程如下：1、手机将距离最近的移动通信信号塔的GPS位置通过网络传输到位置服务器；2、位置服务器(由GPS基准站提供全球即时星历数据)根据移动通信信号塔的GPS位置传输该信号塔(近似手机位置)当前上空的GPS星历信息到手机，这些信息将暂时保存在手机内存的特定位置(星历缓存)；3、手机从星历缓存读取数据并接收指定几颗卫星的信号(省去了繁重的信号接收、数据计算和筛选最优卫星分组等工作)；4、手机接收到指定几颗卫星的信号后，参考星历缓存中的位置信息(主要是仰角)校核计算出手机当前的位置，然后在屏幕上显示出来（警告：如果此时上空没有指定卫星信号(比如手机位于室内)，则会从第1步往下重复，请小心你的流量）；12GPS定位原理5、手机随时间的变化(时间变化造成卫星偏移)和位置的移动(位置移动造成仰角改变)自动选择卫星，实时刷新星历缓存；6、手机重复第3、第4和第5步骤。7、其他重要环节的说明：①.如果手机有过一次成功定位，那么手机内存中就会有一个星历缓存，其中保存着上次的定位信息，退出定位软件也不会丢失，但一关机就没了。②.每次启动GPS后，模块首先读取星历缓存，然后尝试上次定位的卫星信号，接着会有两种情况：a.如果存在上次定位的卫星信号，则会立刻定位，屏幕不出现连网提示符，这就是为什么相对上次定位时间间隔和位置移动不大时一打开定位软件就能定位的原因；b.如果不存在上次定位的卫星信号，则星历缓存失效，手机从第1步开始重做所有步骤，屏幕出现连网提示符。13GPS定位原理四、手机GPS模块概述（一）GPS模块由信号接收硬件和数据处理软件两部分组成。数据处理软件是固化在主板芯片中的，跟电脑的BIOS一样，介于软件与硬件之间，说它软是因为通过特殊设备可以刷写它，说它硬是因为一般用户根本动不了它。A-GPS与纯GPS的不同之处，就是A-GPS比纯GPS在数据处理软件上多了一段联网获取辅助数据的程序。GPS的工作过程概括如下(红色部分为A-GPS的特色任务，设置中不勾选A-GPS或者由星历缓存锁定卫星成功后将不被执行)：1、读取手机内存中的星历缓存(上次的定位信息)；2、锁定卫星并接收信号；3、调用移动通讯网络将当前通讯基站的GPS位置发送给专业定位服务器；4、接收专业定位服务器发来的当前通讯基站当前上空的GPS星云数据并写入手机内存中的星历缓存；5、校核仰角并计算显示；6、自主选星并刷新缓存(退出定位也不会丢失)；7、重复第1、2、5、6步骤。14GPS定位与LBS的区别随着交通的不断发展，公路网错综复杂，定位科技应运而生。除了传统的指南针加地图，GPS定位和手机定位都是现代科技的产物。而二者的原理也有不同，因而导致二者的定位精度及反应时间也有一定的差距。图为：GPS定位工作原理手机定位服务又叫做移动位置服务（LBS--LocationBasedService），它是通过电信移动运营商的网络（如GSM网、CDMA网）获取移动终端用户的位置信息（经纬度坐标），在电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务，例如目前中国移动动感地带提供的动感位置查询服务等。15GPS定位与LBS的区别其大致原理为：移动电话测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的TOA(TimeofArrival，到达时刻)，根据该测量结果并结合基站的坐标，一般采用三角公式估计算法，就能够计算出移动电话的位置。实际的位置估计算法需要考虑多基站(