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  1. 1.定位原理
    1. 1).定位服务-Location Based Service 简称LBS
    2. 2).定位技术标准
  2. 3).常见的定位技术
  3. 4).ios 设备定位发展历程
  4. 5).ios 中使用到的定位方式
  • 2.基站定位
    1. 1)基本原理
    2. 2)常见基站定位技术
      1. 3)基站定位条件
      2. 4)iOS无网基站定位
    3. 5)优点
    4. 6)缺点
  • 3.GPS定位
    1. 1)原理
    2. 2)AGPS
    3. 3)定位条件
    4. 4)优点
    5. 5)缺点
  • 4.WiFi定位
    1. 1)原理
    2. 2)iOS中的无网WIFI定位
    3. 3)定位条件
    4. 4)优点
    5. 5)缺点
  • 5.iOS中定位执行
  • 移动定位分析


    1.定位原理

    1).定位服务-Location Based Service 简称LBS

    确定移动设备的和用户坐在位置的地理位置,提供与位置信息相关的信息服务

    2).定位技术标准

    a、 3GPP
    3GPP TS 44.031 无线资源定位协议 (RRLP)支持A-GPS,A-GNSS,E-OTD,混合网络
    3GPP TS 25.331 无线资源控制协议 (RRC)额外支持IPDL-OTDOA(基于下行链路空闲周期测量到达时间差法)
    3GPP TS 36.335 LTE 定位协议 (LPP) 额外支持ECIP,A-GNSS+OTDOA混合定位技术
    b、3GPP2
    双模式扩频系统的定位服务标准—辅助信息采集和星厉(基于手机定位模式)
    c、OMA
    基于用户面的定位业务(通过移动网络数据通道来传递定位信息)
    d、室内定位标准
    各个厂商出现的Wi-Fi,蓝牙,ZigBee等近距离无线技术定位,为了解决室内定位问题。

    3).常见的定位技术

    室外定位:GPS,A-GPS,北斗定位,Glonass,基站定位,欧盟的伽利略定位系统
    室内定位:Wi-Fi, 射频标签(RFID), ZigBee,蓝牙(BT),超宽带无线点(UWB)

    4).ios 设备定位发展历程

    最早期的iPhone只支持 手机基站定位, 之后通过iOS软件升级引入了 WIFI定位, 而从iPhone 3G开始, iPhone手机就通过内置GPS处理芯片, 支持 GPS卫星定位 (准确地说, 应该是AGPS, 即:辅助GPS). 从iPhone 4开始,GPS换用了精确度更高,耗电更少的,灵敏度更高的芯片,而从iPhone4s和new iPad 3G版开始,增加了对俄罗斯GLONASS卫星定位系统的支持

    5).ios 中使用到的定位方式

    a、卫星定位(1)A-GPS卫星定位:iPhone 3G+,3G/4G版的iPad 以后都支持(2)Glonass卫星定位 主要用于导航功能b、手机基站定位同GPS卫星定位,即iPhone 3G,3G/4G版的iPad以后都支持c、WIFI定位所有iOS设备,包括Mac电脑也支持。

    2.基站定位

    1)基本原理

    每个手机基站都有一个ID标识符,插上sim卡的手机或其他终端可以搜集周围所有收到信号的基站和其ID,查询定位服务器可知基站位置。再通过计算基站信号传播到终端的角度、时间和强度等信息,就可以确定终端的位置。

    基站定位.png

    2)常见基站定位技术

    基站定位技术分为简单型基站定位和增强型定位,简单型基站定位通常就是单基站定位,增强型基站定位需要手机给定位平台传递信号时延,信号强度,信号角度信息来实现更加精确的定位。
    a、CELL-ID 单基站定位
    b、TOA/TDOA/OTDOA 通过检测信号到达3个或若干基站时间差进行定位
    c、AOA 到达两基站的信号入射角度进行定位
    d、基于场强定位,一般通过计算3个基站半径范围内信号场强进行定位
    e、AFLT 利用导频信息确定手机导至少三个基站的距离差,根据三角定位计算出手机位置

    3)基站定位条件

    a.有基站信号
    b.手机处于sim卡注册状态(飞行模式下开wifi和拔出sim卡都不行)
    c.联网,需要基站位置数据包

    4)iOS无网基站定位

    传统的基站定位需要连接云端服务器,产生网络流量,苹果在iO系统中,在无网情况下,不用上网也能通过这些本地基站信息定位到用户位置,但这个误差范围更大,在10公里到50公里。
    S 4开始对其进行了优化,预先将一些重要基站提前存储在iOS

    5)优点

    对使用环境要求很小,无论是室内还是室外,只要基站信号覆盖的地方都能完成定位,定位成功率较高
    

    6)缺点

    定位精度较低,误差一般在500米~几公里
    

    3.GPS定位

    1)原理

    GPS全球定位系统由空间系统,地面系统和用户系统组成。GPS空间系统由24颗卫星组成,运行周期12h,卫星均匀分布在6个轨道面上,轨道倾角55度。卫星的分布在全球的任何地方,任何时间都可以观测到4颗以上的卫星。
    地面控制由1个主控站,5个全球监测站和3个注入站组成,监测站配有精密的铯钟(原子铯钟,精密计时工具)和能够连续测量到所有可见卫星的接收机,监测站讲取得的卫星观测数据传递到主控站。主控站从各个监测站收集更总数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3个地面控制站。地面中之战在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。
    用户设备部分就是GPS信号接收机,主要就能捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,接受和调解卫星参数,进行定位计算。

    GPS启动后搜索卫星的时间比较多,一般需要2分钟左右(俗称冷启动)
    冷启动包括GPS初次使用,GPS电池耗尽,关机状态移动1000公里以上,持续关机4小时以上

    GPS卫星系统组成.png

    2)AGPS

    AGPS是Assisted Global Positioning System辅助全球定位系统的缩写,是手机开始内置GPS芯片以后发展起来的技术。AGPS定位时,必须有GPS模块存在,如果没有GPS模块,这种定位是不起什么作用的。
    iOS中的使用的就是AGPS方式定位,AGPS就是利用网络,首先将基站定位或者WIFI定位获得的大概位置发到远程服务器,有服务器进行查询和计算,得出这个位置下当前卫星信息,反馈给iOS设备,iOS设备就可以直接用这些信息来接受卫星信号,不用自己去扫描分析了。这样可以极大提高定位速度,将初次定位时间缩短到1~2秒完成。

    3)定位条件

    移动设备需要GPS芯片,AGPS需要联网

    4)优点

    精度高,误差小, AGPS定位速度快,精度最好能达到10m左右
    

    5)缺点

    GPS耗电最大,速度慢, AGPS还需要联网 ,比起GPS,定位速度快
    GPS受天气和地理位置影响因素较大
    

    4.WiFi定位

    1)原理

    和基站定位原理差不多, iOS设备(或者Mac电脑)通过无线网卡手机周围所有的WIFI热点(不需要连接上,只需要有信号就行),获得它们的MAC地址,然后到苹果云端服务器查询这个热点是否已经登记,登记的话它的位置是多少,最后通过计算(多个热点折中)得到当前位置并返回给用户。只要收到手机信号的地方都可以基站定位,所以室内室外一样。

    2)iOS中的无网WIFI定位

    传统的WIFI定位需要网络,但是iOS对其进行了优化,可以实现无网WIFI定位。原理时iOS设备在您有网络连接时,会大致定位出您的位置,并自动下载您所在地区周围(几个街区宽度或者更多)所有的WIFI热点的信息到本地。之后,当您在周围行走并WIFI定位的时候,即使没有网络,iOS照样可以利用之前下载的WIFI热点信息定位出您的位置。

    3)定位条件

    a、必须开启wifi,无论是否连接某一个热点。
    b、手机必须能上网,移动数据或者wifi联网皆可。

    4)优点

    a、定位精度高,wifi密集人流多的地方相当精确,精度大概在几十米;
    b、速度快;
    c、周围的wifi即使连接不上也能定位
    

    5)缺点

    a、没有打开wifi就不能定位。
    b、必须处于联网状态。
    

    5.iOS中定位执行

    iOS设备能提供3种不同途径进行定位:Wifi, 蜂窝式移动电话基站, GPS卫星。
    iOS 不像Android系统在定位服务编程时,可以指定采用哪种途径进行定位。iOS的API把底层这些细节屏蔽掉了,开发人员和用户并不知道现在设备是采用 哪种方式进行定位的,iOS系统会根据设备的情况和周围的环境,采用一套最佳的解决方案。这个方案是这样的,如果能够接收GPS信息,那么设备优先采用 GPS定位,否则采用Wifi或蜂窝基站定位,在Wifi和蜂窝基站之间优先使用Wifi,如果无法连接Wifi才使用蜂窝基站定位。

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