所有的手機都有四個定位渠道,一是衛星定位(包括GPS),二是WIFI小區定位,三是網路IP定位,四是基站定位。對於普通使用者來說,除了基站定位不能自主使用以外,其他三種在具備條件時都可以使用。
GPS定位
完整的GPS包括三部分
1.空間部分
GPS的空間部分是由24顆衛星組成(21顆工作衛星,3顆備用衛星),它位於距地表20200km的上空,均勻分佈在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。衛星的分佈使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能在衛星中預存的導航資訊。GPS的衛星因為大氣摩擦等問題,隨著時間的推移,導航精度會逐漸降低。
2. 地面控制系統
地面控制系統由監測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位於美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負責收集由衛星傳回之訊息,並計算衛星星曆、相對距離,大氣校正等資料。
3.使用者裝置部分
使用者裝置部分即GPS 訊號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星,並跟蹤這些衛星的執行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星訊號後,就可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道引數等資料。根據這些資料,接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算,計算出使用者所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等資訊。接收機硬體和機內軟體以及GPS 資料的後處理軟體包構成完整的GPS 使用者裝置。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設定機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後,機內電池為RAM儲存器供電,以防止資料丟失。目前各種型別的接受機體積越來越小,重量越來越輕,便於野外觀測使用。其次則為使用者接收器,現有單頻與雙頻兩種,但由於價格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。
我們通常所說的GPS往往僅只使用者裝置部分,它透過接受天空不同位置的三顆以上的衛星訊號,測定手持機所在的位置,簡單來說是利用了數學上三條線確定一個點的原理。
IP定位
IP定位技術就是為確定IP裝置地理位置所採用的技術。近年來,基於地理位置的網路應用層出不窮,主要包括定向廣告(targeted advertisement)、社交網路、網路安全、效能最佳化等。
在IP定位系統或演算法中,一般包括4個要素:定位伺服器、測量節點、待定位節點和基礎設施,
IP定位的基本原理是:利用IP裝置的名字、註冊資訊或時延資訊等來估計其地理位置。
IP定位演算法設計的基本原則是:在保證定位精度的前提下,儘量減少測量開銷,同時兼具良好的擴充套件性,並能保護使用者隱私。最初的定位演算法透過向DNS伺服器查詢或者挖掘隱含在主機名中的資訊來推測IP裝置的地理位置。之後,一些定位演算法根據時延與地理距離之間的線性關係來估測主機位置,並透過拓撲資訊來減小定位誤差。近年來,基於機率的定位演算法重新成為一個研究熱點,透過尋找時延與地理距離的分佈規律來進行定位。雖經不斷改進,但這兩類演算法都不能精確地定位,因此,一些綜合的定位演算法使用了上述兩類方法來進行交叉驗證以提高精度。
IP定位演算法可以按照是否需要客戶端的支援、定位原理等不同標準進行分類。可分為獨立於客戶端的定位演算法和基於客戶端的定位演算法。
這兩類演算法各有優劣:
所有的手機都有四個定位渠道,一是衛星定位(包括GPS),二是WIFI小區定位,三是網路IP定位,四是基站定位。對於普通使用者來說,除了基站定位不能自主使用以外,其他三種在具備條件時都可以使用。
GPS定位
完整的GPS包括三部分
1.空間部分
GPS的空間部分是由24顆衛星組成(21顆工作衛星,3顆備用衛星),它位於距地表20200km的上空,均勻分佈在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。衛星的分佈使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能在衛星中預存的導航資訊。GPS的衛星因為大氣摩擦等問題,隨著時間的推移,導航精度會逐漸降低。
2. 地面控制系統
地面控制系統由監測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位於美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負責收集由衛星傳回之訊息,並計算衛星星曆、相對距離,大氣校正等資料。
3.使用者裝置部分
使用者裝置部分即GPS 訊號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星,並跟蹤這些衛星的執行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星訊號後,就可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道引數等資料。根據這些資料,接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算,計算出使用者所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等資訊。接收機硬體和機內軟體以及GPS 資料的後處理軟體包構成完整的GPS 使用者裝置。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設定機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後,機內電池為RAM儲存器供電,以防止資料丟失。目前各種型別的接受機體積越來越小,重量越來越輕,便於野外觀測使用。其次則為使用者接收器,現有單頻與雙頻兩種,但由於價格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。
我們通常所說的GPS往往僅只使用者裝置部分,它透過接受天空不同位置的三顆以上的衛星訊號,測定手持機所在的位置,簡單來說是利用了數學上三條線確定一個點的原理。
IP定位
IP定位技術就是為確定IP裝置地理位置所採用的技術。近年來,基於地理位置的網路應用層出不窮,主要包括定向廣告(targeted advertisement)、社交網路、網路安全、效能最佳化等。
在IP定位系統或演算法中,一般包括4個要素:定位伺服器、測量節點、待定位節點和基礎設施,
IP定位的基本原理是:利用IP裝置的名字、註冊資訊或時延資訊等來估計其地理位置。
IP定位演算法設計的基本原則是:在保證定位精度的前提下,儘量減少測量開銷,同時兼具良好的擴充套件性,並能保護使用者隱私。最初的定位演算法透過向DNS伺服器查詢或者挖掘隱含在主機名中的資訊來推測IP裝置的地理位置。之後,一些定位演算法根據時延與地理距離之間的線性關係來估測主機位置,並透過拓撲資訊來減小定位誤差。近年來,基於機率的定位演算法重新成為一個研究熱點,透過尋找時延與地理距離的分佈規律來進行定位。雖經不斷改進,但這兩類演算法都不能精確地定位,因此,一些綜合的定位演算法使用了上述兩類方法來進行交叉驗證以提高精度。
IP定位演算法可以按照是否需要客戶端的支援、定位原理等不同標準進行分類。可分為獨立於客戶端的定位演算法和基於客戶端的定位演算法。
這兩類演算法各有優劣:
獨立於客戶端的定位演算法主要藉助推測、網路測量等方法推斷目標主機位置。基於客戶端的定位演算法精度較高,但是往往要藉助GPS、蜂窩基站、WiFi接入點等基礎設施。如今,伴隨著社交網路的流行,使用者地理位置被公佈出來,一方面促進了好友間的交流,另一方面也帶來使用者對於隱私洩露的擔憂。此外,IPv6網路的大面積部署和位置標識/身份標識分離協議(locator/ID separation protocol,簡稱LISP)等新型協議的提出,也為IP定位技術的發展帶來了新的機遇和挑戰。