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手機存在gps模組,gps模組定位實際是不需要手機聯網的,gps模組直接與gps衛星進行通訊可以,獲取時間、經緯度、執行速度等資訊。
我們常用的手機地圖定位非常準確這跟它的演算法有很大的關係,首先它會根據wifi和手機訊號連線的基站進行輔助定位,再根據演算法和後臺的使用者大資料計算出手機的位置。
所以準確來講單純的手機gps定位是不需要網路連線的!
首先說一下要闡述這些東西:
1、GPS 定位。
2、基站定位。
3、WiFi 輔助定位。
4、AGPS 定位。
5、Glonass 定位。
6、北斗定位。
7、定位舉例。
從 4s 開始,iPhone 手機具有以上中 1、2、3、4、5 共五種定位方式。
1、GPS 定位
GPS 是大家耳熟能詳的名詞了,它是由美國研究的一種定位方式。其系統由在軌道上執行的 31 顆衛星(數字記不清了)和地面終端構成。
在軌衛星呢,是很多在太空中飛來飛去的衛星,它們的軌道是有規律的:無論你在全球什麼地方,至少同時有 4 顆衛星在你頭頂,其實跟我們關係不大。
地面終端,其實就是我們通俗說的 GPS,它可以接收你頭頂上那些飛來飛去衛星的訊號,然後根據訊號計算出你當前的位置。常見的終端有車載導航 GPS、手機內建 GPS 和徒步戶外 GPS 等。一般民用級別的精確度在 10 米左右。使用 GPS 時,需要在室外空曠能接收到 GPS 衛星訊號的地方才可以,室內基本無望。
它的特點是:不需要 sim 卡,不需要連線網路,只要在戶外,基本上隨時隨地都可以準確定位。但是 GPS 啟動後搜尋衛星的時間比較多,一般需要 2 分鐘左右(俗稱冷啟動)。
2、基站定位
這是出現較晚的一種技術,其原理也比較簡單。樓主最初聽說是在 2006 年,中國移動推出過這麼一款利用基站定位的手機地圖,還是塞班系統的,體驗簡直弱爆了。
手機在插入 sim 卡開機以後,需要搜尋周圍的基站資訊(就是找訊號),通常在有訊號的地方,手機能搜尋到的基站不止一個,就像你的筆記本在小區裡能搜到不止一個開著的路由器一樣。然後手機會自動從這些基站中選擇訊號最好的(假如是基站 A)連線註冊。其餘的基站就不用了嗎?不不,手機仍然搜尋著它們,一旦你離開基站 A 一段距離,基站 A 的訊號不如基站 B 了,手機會自動切換成基站 B。這也就是為什麼同樣是待機一天,你在火車上比在家裡耗電要多的原因,手機需要不停的搜尋、連線基站。
當手機的網路覆蓋到一定程度的時候,基站定位也就應運而生了。
其原理如下:眾所周知,距離基站越遠,訊號越差,所以用訊號的強度可以大致估計距離基站的遠近。好了,由於基站都是中國移動中國聯通等運營商建立的,所以他們可以確定每個基站準確的位置,當手機同時搜尋到至少三個基站的訊號時(現在的網路覆蓋這是很輕鬆的一件事情),手機除了連線訊號最好的一個外,同時根據基站訊號的強弱,大致估計出距離基站的遠近。由於基站位置是確定的,所以確定位置是很容易的,只需要以基站為圓心,距離為半徑多次畫圓即可,不過至少需要三個基站的訊號才可以。
由於基站定位時,訊號很容易受到干擾,所以先天就決定了它定位的不準確性,精度大約在 150 米左右,基本無法開車導航。定位條件是必須在有基站訊號的位置,手機處於 sim 卡註冊狀態(飛航模式下開 wifi 和拔出 sim 卡都不行),而且必須收到 3 個基站的訊號,無論是否在室內。但是,定位速度超快,一旦有訊號就可以定位,目前主要用途是沒有 GPS 沒有 wifi 的情況下快速大體瞭解下你的位置(比如可以使天氣預報走到哪兒更新到哪兒)。另外,如果你的手機裡沒有基站位置資料包,還需要聯網才行。
3、WiFi 輔助定位
其實全名不叫這個,叫 wifi 輔助下的什麼定位來著,不過作為一個醫學生我覺得還是叫 wifi 依賴定位更好理解:wifi 依賴,顧名思義,周圍必須有 wifi 才可以!這個技術貌似最初是谷歌提出來的,目的是解決室內精確定位,原理類似基站定位。
谷歌的工程師們是這樣想的:一個 wifi 熱點的覆蓋範圍僅有幾十米,全世界絕大多數的 wifi 熱點都是固定位置的,他們又擁有獨一無二的 MAC 地址(一種編碼,作用類似熱點的 shen fen zheng 號碼),如果應用基站定位的原理,那麼就可以獲得相當精確的位置資訊了。可是,世界上那麼多 wifi 熱點,你總不能跑到各個國家,敲開市民的門去測量吧?谷歌想到了他的神器——谷歌地圖。
假如你的家裡有個自己設立的無線路由器,經常開機,你的鄰居正在陽臺上用手機玩谷歌地圖,恰好他手機的 wifi 是開著的,不過沒有連線你家的熱點。當你的鄰居用 GPS 準確在地圖上定位後,谷歌伺服器會記錄周邊的 wifi 熱點資訊。正好,你的路由器開著,然後被記錄到資料庫了:某國家某省某市某小區某樓東側(其實是用經緯度)有一個 MAC 地址為 12-2e-3f-4a-09-3d 的 wifi 熱點。幾天後你打算晚上吃川菜,於是連上你的路由器開啟谷歌地圖打算搜尋,這時你驚奇的發現沒開 GPS,但是你的位置卻精確的定位在某國家某省某市某小區某樓東側。這是為什麼呢?這就是 wifi 依賴定位:你開啟谷歌地圖後,會上傳周圍的 wifi 熱點資訊,然後 2-2e-3f-4a-09-3d 上傳到伺服器上,伺服器根據這個地址反饋你鄰居用 GPS 定位出來的經緯度給你,從而實現精確匹配位置。當世界上 N 多 N 多人重複上述定位的時候,谷歌就可以建立起來一個豐富而且強大的 wifi 熱點位置資料庫。
是不是聽起來有點可怕?大可放心啦。
知道原理之後確定它的定位條件也不難:
1、必須開啟 wifi,無論是否連線某一個熱點。
2、手機必須能上網,移動資料或者 wifi 聯網皆可。(不要指望谷歌允許手機內建這些熱點的位置資訊,這可是筆財富)
這種方式的優點是,
①定位精度高,wifi 密集人流多的地方相當精確;
②速度快;
缺點也是顯而易見的:
①wifi 依賴!————沒有開啟 wifi 就不能定位;
②必須處於聯網狀態。
Wifi 定位有眾多優勢,這也就是為什麼很多 FY 使用定位時會經常跳出來詢問是否開啟 WIFI 的原因了。
4、AGPS 定位
AGPS 是 Assisted Global Positioning System 輔助全球定位系統的縮寫,是手機開始內建 GPS 晶片以後發展起來的技術。關於這個名詞,國內有些 “小夥伴” 容易把它與基站定位混淆。AGPS 定位時,必須有 GPS 模組存在,如果沒有 GPS 模組,這種定位是不起什麼作用的。
由於 GPS 冷啟動時,搜星速度很慢,大約 2 分鐘才能搜到。什麼是冷啟動呢?就是 GPS 內的衛星位置資訊清空了
比如 :
①GPS 初次使用
②GPS 電池耗盡
此時 GPS 需要一點一點的搜尋衛星訊號,三十多顆衛星呢,誰知道頭頂上的是哪一顆,挨個搜唄,搜搜南邊再搜搜北面…… 於是搜星速度就很慢很慢了。
AGPS 就是先利用基站大體定位下你所在的位置,然後透過網路將這個位置傳送到伺服器,伺服器根據這個位置將此時經過你頭頂的衛星引數(哪幾顆、頻率、位置、仰角等資訊)反饋給你的手機,你手機的 GPS 就可以很有目的的去搜索衛星,此時你的搜星速度大大提高,幾秒鐘就可以定位。
打個比方,GPS 搜星就像在一家大型超市裡找到一瓶百事可樂。冷啟動呢,就是這個超市很陌生,你不知道食品冷飲區在哪兒,需要一點一點的找。AGPS 呢,就像你給超市經理打了個電話,然後他告訴你百事可樂在二樓西南角靠近樓 ** 的位置。兩者搜星速度差別之大是顯而易見的。
那麼,AGPS 消耗流量多嗎?不多,每次定位,僅僅十幾 kb 的流量,一旦定位成功,剩下的活兒就交給 GPS 模組處理,不用消耗流量了。為什麼會有流量很多的說法呢?大概是這些小夥伴們沒有下載離線地圖……
所以,AGPS 的優勢就是搜星定位快,不管怎麼啟動,秒定。缺點是,必須聯網,如果你的機器不能上網,或是手機停機了身邊又沒有 wifi,是沒法應用 AGPS 達到秒定效果的。還有,AGPS 是需要特定伺服器的,你不要指望把伺服器改成 www.cctv.com 仍然有秒定的效果。
總結一下:AGPS 是輔助 GPS 定位的一種方法,支援 GPS,不一定支援 AGPS(比如有的古董機器不能上網)。支援 AGPS,一定支援 GPS,但是這個 GPS 模組不一定內建在手機裡,也有可能是需要額外購買外接藍芽 GPS 模組(這種噁心型號是極少極少的,一般標註 AGPS 基本就是都內建 GPS 模組了)。
像蘋果這種超級正規的公司,官網引數寫的是 AGPS 和 Glonass。什麼意思呢?就是內建 GPS 模組,能輔助定位,並且還支援另一個導航系統 Glonass。為什麼蘋果的 AGPS 在網上會引起一番討論呢,因為早期的手機內建 GPS 晶片成本很高精度也不行,某些廠商就想出了外接 GPS 模組這種行為,所以像中關村這種 IT 站引數上就分出了 GPS 和 AGPS 來分別特指內建 GPS 和輔助定位,為的還是賣點。所以,我覺得蘋果的標註是最好的。
PS:既然 GPS 有冷啟動,就有熱啟動,什麼是熱啟動呢?就是冷啟動搜完星之後它的星曆沒有丟失,條件如下:
①上次關機前的位置資訊(經緯度,高度)已知(所以在車庫內關機下次就一定是冷啟動了);
②當前時間、年曆、星曆已知(需要實時時鐘支援)
5、Glonass 定位
Glonass 是俄羅斯開發的一套定位系統,原理跟 GPS 一樣,也是用很多很多天上飛的衛星來定位。不同的是
①Glonass 晶片比 GPS 貴;
②它抗干擾性能強,陰天下雨高樓深壑的地方 GPS 可能就抓瞎了,Glonass 卻仍然能正常工作;
④搜星速度快。
目前 Glonass 主要見於高階機型,比如蘋果系列,HTC ONE 等,都是 GPS+Glonass 雙系統導航,精度相當之高,導航可以精確到車道。
6、北斗定位
簡單點說就是中國產的 GPS,晶片據說比 Glonass 還貴,定位精度吹得比 GPS,Glonass 都要好,但是鑑於國內媒體的尿性還有待觀察。目前最大使用者是中國軍方,民用方面非常不普及,就靠政策在運輸公司內強買強賣。有個亮點是北斗一代可以利用頭頂上的衛星發簡訊,在沒有手機訊號的時候很實用,有訊號的時候就基本無用。民用能不能有這個功能難說,軍用有主動暴露 “我在這裡你來打我啊你來打我啊” 之嫌。
7、定位舉例
寫這部分的目的其實是為了更好的讓大家理解各種定位方式的工作條件,以 HTC ONE 為例:
①最給力的定位莫過於插上 SIM 卡,開啟 wifi,聯網,啟動 GPS 和 Glonass 了。集以上所有定位方式於一身,除了那個中國產貨。
②關掉 GPS 選項。GPS,Glonass 和 AGPS 都不行了,基站、wifi 定位尚可。
④啟動飛航模式,所有定位都停掉。
⑤開啟 wifi,聯網,僅 wifi 定位工作。
iPhone 由於以上所有定位方式的許可權均集合於 “隱私” 選項內,故關掉定位開關之後,以上所有定位功能全部停止。