手机是如何定位的

我们目前了解到的手机定位方式,主要有四种:GPS、A-GPS、Wi-Fi、基站定位。

GPS

即全球定位系统,它是利用GPS定位卫星,在全球范围内实时进行定位、导航的系统。民用定位精度为10米左右,定位精度取决于上方遮盖物,周围环境,当地政策等。所以室内是无法使用GPS进行定位的。在空旷的地方GPS定位精度高于城市中。

优点:精度高、不依赖网络。

缺点:定位速度慢,因为GPS的使用需要搜索卫星,并且不同的设备,不同的环境搜索卫星的速度都会不一样。所以当需要快速定位,对位置精度要求不高的场景,GPS不是一个很好的选择。


关于手机GPS和车载GPS速度的比较:

GPS定位的时候是需要通过卫星的位置、用户到卫星的距离来确定用户的位置。而卫星在运行时轨道不可避免的会产生误差和变动,这就需要用户使用最新的卫星轨道参数来求得卫星位置,卫星的这些参数叫做星历。GPS定位的快慢,和获取星历的快慢,有直接关系。

在有网络连接的情况下,手机可以从网络服务器下载星历,从而提高首次定位的速度(几秒到几十秒),而没有网络的时候,手机GPS只能像车载GPS一样从卫星上下载星历,传输速率低很多,首次定位时长增加到2-5分钟。

用户GPS设备,在长时间关闭(或丢失信号)后,星历可能发生较大变化,甚至完全不同,或者有些GPS设备没有关闭后存储星历的功能,就需要下载新的星历,这就是「冷启动」。而热启动就是短时间关闭或丢失信号之后再进行定位,星历可能只需要略加变动或没有变动,不需要花大量的时间下载星历,可以直接用存储的星历进行解算。

A-GPS(Assisted GPS)

A-GPS(Assisted GPS:辅助全球卫星定位系统)是结合GSM/GPRS与传统卫星定位,利用基地台代送辅助卫星信息,以缩减GPS芯片获取卫星信号的延迟时间,受遮盖的室内也能借基地台讯号弥补,减轻GPS芯片对卫星的依赖度。简而言之,就是有网络辅助的GPS。

A-GPS解决方案的优势主要在其定位精度上,在室外等空旷地区,其精度在正常的GPS工作环境下,可达10米左右,堪称目前定位精度最高的一种定位技术。该技术的另一优点为:首次捕获GPS信号的时间一般仅需几秒,不像GPS的首次捕获时间可能要2~3分钟。

优点:定位速度快、精度高。

缺点:不支持室内定位、依赖网络。

Wi-Fi定位

Wi-Fi定位的原理并不是很多人想的那样依靠IP地址定位,它实际是利用Wi-Fi信号来定位。当你的手机能收到某个Wi-Fi信号时,手机就会去服务器查找这个Wi-Fi信号的位置,然后再通过Wi-Fi信号强度进行纠正。比如在iOS中,系统就会提示用户,开启Wi-Fi以便获取更精确的位置信息。


关于Wi-Fi信息的采集,Apple会使用专门的采集车,沿街道扫描Wi-Fi信号,并将Wi-Fi信号的强度、经纬度等相关信息上传到服务器。同时当我们的手机连接到某个Wi-F时i,手机系统也会记录下该Wi-Fi的相关信息,并尝试获取经纬度(例如通过基站定位)然后将其上传。百度地图、谷歌地图等地图相关的APP,差不多都有这样的采集措施。

优点:可室内定位,速度较快,定位精度较高、不依赖网络。
缺点:定位精度稳定性不高

基站定位

基站定位技术一般应用于手机,它是通过电信移动运营商的网络(如GSM网)获取移动终端用户的位置信息的技术。
基站定位的大致原理为: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(Time of Arrival,到达时刻)或TDOA(Time Difference of Arrival,到达时间差),根据该测量结果并结合基站的坐标,一般采用三角公式估算法,就能够算出移动电话的位置。实际的位置估计算法要考虑多基站(3个或3个以上)定位的情况,一般而言,附近基站数目越多,定位精度越高。

优点:可以室内定位,定位速度快、不依赖网络。

缺点:定位精度受基站覆盖率影响,定位精度不稳定。

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