第13章 移动定位服务

13.2
移动定位技术
• 13.2．1 基于移动通信网的移动定位技术 • 1）CELL—ID技术： • 该技术是根据移动台所处的蜂窝小区ID号来确定用户的位置，因此它的定 位精度取决于蜂窝小区的半径。 • 移动终端不需任何变化 • 服务器获取用户终端的cellid信息 • 定位服务器根据cellid信息计算出用户的经纬度坐标。
目录 Contents
13.1 移动定位概念 13.2 移动定位技术 13.3 移动定位应用
13.4 移动定位的市场
导入：
• 定位视频
导入：目前热门的数据增值业务之一
13.1
移动定位概念
• 13.1.1 移动定位与移动定位服务 • 移动定位技术是利用各种网络，通过对接收到的无线 电波的一些参数进行测量，根据特定的算法对某一移动终 端或个人在某一时间所处的地理位置进行精确测定，以便 为移动终端用户提供相关的位置信息服务，或进行实时的 监测和跟踪。
13.2
移动定位技术
• 13.2．1 基于移动通信网的移动定位技术
• （3）测距差系统 • 用电磁波测定用户到两基站的距离差的系统称为“测距差系统 ”。根据几何原理可知，由平面上一动点到两定点距离差为一常数 的轨迹是一条双曲线，因此这个系统又称为“双曲线系统”。
13.2
移动定位技术
• 13.2．1 基于移动通信网的移动定位技术
13.1
移动定位概念
• 13.1.3 LBS系统构成 • LBS是数据库技术和地理信息系统(GIS,Geographic Information System)、移动定位技术、Internet技术、无 线通讯技术等相关领域交叉融合的结果。 • 一个LBS系统,需要计算机、通讯、地理信息、市场分析和 策划等各个行业的专业人员的通力合作才有可能取得成功 。
实例：
• 如：cellid为（手机信号覆盖区域）40853；lac（位置区 域号码）：37172，这两样可以在internet上查询到定位信 息。 • 37172，40853的对应位置为（43.884884.126.624817） • 大概位置为吉林省；吉林市；龙潭区；武汉路/顺山路（路 口）西南210米；加油站东南320米；丰盛副食超市东110米 • 精度：3000米
13.2
移动定位技术
• 13.2．1 基于移动通信网的移动定位技术 • 1）CELL—ID技术： • GSM系统的移动性管理是通过访问位置寄存器（VLR）和归属位置寄存器(HLR) 共同完成的。当移动台(MS)在移动过程中跨越了VLR的管理区域，MS向HLR报告 自己的位置，在HLR中会更新指向MS当前服务的VLR。当有呼叫需找MS时，首先 找到MS的HLR，得到MS当前服务的VLR，然后再通过VLR寻呼MS
13.1
移动定位概念
LBS系统构成
• 13.1.3
• 1）定位操作平台。通过各种定位技术来获取移动台的位置信息。 • 2）定位服务中间件。提供定位服务接口,访问运营商的定位资源, 以及完成对LBS业务的计费、管理等功能 • 3）GIS系统.地图服务、路径搜索、目录查询 • 4）SP,移动互联网服务内容应用服务的直接提供者，负责根据用户 的要求开发和提供适合手机用户使用的服务。 • 5）CP(Content Provider) 内容提供商.提供电子地图数据、POI( 兴趣点)信息 • 6)终端
实例：
13.2
移动定位技术
• 13.2．1 基于移动通信网的移动定位技术 • 2）测距系统
•
利用电磁波测定用户与基站之间距离的系统称为“电磁波测距系统”。因 测距的位置线是一个圆，故又叫“圆系统”。采用这种位置线工作方式主要有 两种：
13.2
移动定位技术
• 13.2．1 基于移动通信网的移动定位技术 • 2）测距系统
移动电子商务之
第13章 移动定位服务
学习目的
1、移动定位概念，介绍了移动定位的工作原理和基本流程。 2、移动定位在紧急救助述了、导航服务、跟踪服务、信息与广告服务和付 费服务等方面的应用。 3、移动定位运营模式，分析了LBS业务产业链的构成，介绍了中国LBS移动 运营商的基本情况。
学习指导
掌握移动定位的基本概念，了解移动定位的主要技术和主要工作流程，熟 悉移动定位的主要应用领域，掌握移动定位的市场运营情况。
13.1
移动定位概念
思考：在我们使用地图、滴滴 打车等应用那个是可以ห้องสมุดไป่ตู้我们 提供什么样的服务？
• 13.1.2移动定位系统工作流程
• 2）网络端管理位置信息。 • 网络后端负责驱动、决定和回报定位的位置信息。 • 当使用网络端管理位置信息时，将会有二种不同的工作情况，一种是MS驱动， 也就是MS主动发出位置请求；另一种是网络端驱动，就是定位请求可以来自任 何一个定位请求者LR(Location Requester) ，LR是一个实体入口或是一个功 能模块，LR可能位于通信网络的外部(例如：一个外部的应用实体请求查询使 用者的位置)，也可能在MS的内部，主要功能为产生对于MS位置信息的请求。 请求位置信息可以有二种模式，可以是周期性的或是一次性的。网络接受请求 后，经过定位控制器LC （Location Controller ）、定位代理LA (Location Agent)和MS协同合作的量测和运算，得出定位位置信息，再经由LC传回给LS， LS再回报给MS或是LR。
• （4）测角系统 • 用电磁波测定用户到基站角度的系统称为“测角系统”。基于信号 到达角度（Angle of Arrival ，AOA）是一种典型的测角系统。 AOA定位原理如图所示。
•
13.2
移动定位技术
• 13.2．1 基于移动通信网的移动定位技术
（4）测距测角系统 这是测距系统与测角系统的综合系统。结合了测距系统的位置线与 测角系统的径向线。 该系统在近距离定位中使用很多，因为只要一 个基站就可以定出用户的位置，可以省去两个以上基站相互间联系 同步的麻烦。因为它以极坐标形式显示目标位置，故又叫“极坐标 系统”。 •
13.1
移动定位概念
• 13.1.1 移动定位与移动定位服务 • 其业务特点主要有：覆盖率高、定位精度。 • 美国FCC推出的定位精度在50米以内的概率为67%，定位精 度在150米以内的概率为95%。定位精度一方面与采用的定 位技术有关，另外还要取决于提供业务的外部环境，包括 无线电传播环境、基站的密度和地理位置、以及定位所用 设备等。 •
13.2
移动定位技术
• 13.2．1 基于移动通信网的移动定位技术 • 2）测距系统
• （2）TOA定位技术： • 该技术是采用信号到达时间测量的定位方式。 • 通过测量从发射机传到多个接收机的信号传播时间来确定移动用户的位置。 • 收发信机之间的距离可通过测出的电波传播时间获得，和场强法类似，利用相位 测量、脉冲测量或扩频测距技术等多种技术进行多个TOA 测量，再根据有关算法 求解测距方程组，就能计算出目标移动台的估计位置。 • 基于网络的定位系统中通常采用精度较高的TOA定位法。 • TOA要求接收信号的基站、移动台知道信号的开始传播时刻，并要求基站有非常 精确的时钟。
13.1
• • • •
移动定位概念
13.1.1 移动定位与移动定位服务 移动定位解决方案可归纳为四类： 1）传统GPS； 2）无线网络协助GPS定位技术：将传统GPS与无线通信网络 结合。 • 3）依靠无线通信网络本身的资源进行定位，无需GPS，如 利用Cell-ID、增强型Cell-ID或定位算法如E-OTD等； • 4）将第二类与第三类混合使用，称为混合型定位技术，代 表类型为美国高通公司的gpsOne技术。
13.1
移动定位概念
• 13.1.2移动定位系统工作流程
• 在移动定位系统中，决定位置信息主要使用以下两种模式： • 1）移动台（MS）管理位置信息。 • 移动台和后端网络进行最少的互动以完成测量、计算和使用定位的位置信息。 • 当利用MS管理位置信息时，MS(经网络认证的移动装置使用者)在刚进入网 络和认证之时，将会向专属的定位服务提供者（LS， Location Server ）或 是导航服务提供者(Navigation Server )进行类似登记注册的动作， 每一个 基站（BS）都会广播自己的地理位置和邻近BS的位置给使用者， MS可使用BS 的信息自行测量和计算定位的位置，MS不需回报位置给通信网络，MS可将自己 的位置传送给自身的应用程序。这种模式与GPS的使用模式有些类似。
13.2
移动定位技术
• 13.2．2基于移动终端的定位技术 • 1)全球定位系统（GPS, Global Positioning System）
• GPS由三部分构成：地面控制部分、空间部分和用户装置部分。 • 网络发送GPS辅助定位信息至移动终端；移动终端接受卫星导航信号；网络侧 服务器基于接受到的卫星导航信号计算移动终端位置
13.2
移动定位技术
• 13.2．1 基于移动通信网的移动定位技术
（5） 基于接收信号指纹的定位技术
它是通过对多径效应的实际测量，建立位置指纹库，将需要定位的用户实 测数据与位置指纹库数据进行对比来确定出用户的实际位置的一种技术。
•
基站
应用服务器
接收信号
位置估计 移动终端 定位服务器 系统信息 标度数据 数字地图 用信号指纹和数据库定位 G SM/ G P RS/ U MTS 网 络 +In t ern et
13.2
移动定位技术
• 13.2．2基于移动终端的定位技术 • 1)全球定位系统（GPS, Global Positioning System）
• 全球定位系统的主要用途：(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大 气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市 政规划控制等；(2)海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度 与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降 监测等；(3)航空航天应用，包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定 轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。卫星导航系统已成为数字 地球、数字城市的空间信息基础设施。
13.2
移动定位技术
• 13.2．2基于移动终端的定位技术
• 基于移动终端的定位技术的原理是：多个已知位置的基站发射信号，所发射信 号携带有与基站位置有关的特征信息，当移动终端接收到这些信号后，确定其 与各基站之间的几何位置关系，并根据相关算法对其自身位置进行定位估算， 从而得到自身的位置信息。具有较高的定位精度。但其致命的缺陷是需要手机 参与定位参数的测量并进行坐标位置的计算，必须对手机和网络的软硬件加以 改造或升级，目前倾向的做法是在手机内集成GPS接收机，加大了手机的能耗 ，而且从商用角度来看很难做到大面积的推广和使用。 • 目前已提出的基于移动终端的定位技术主要包括：下行链路观测到达时 间差(OTDOA)方法、基于GPS的定位技术，如差分GPS(DGPS)、辅助GPS(A-GPS) 等。
• （1）场强定位技术： • 通过检测接收信号的场强值、利用已知的信道衰落模型及发射信号的场强值估 算出收、发信机之间的距离，通过求解收、发信机之间的距离方程组，即能确 定目标移动台位置。 • 在蜂窝网络中只要在移动台对前向链路多个基站发射信号进行场强测量或在多 个基站对反向链路移动台发射信号进行场强测量，再根据有关定位算法求解测 距方程组，就能计算出移动台的估计位置。 • 但是小区基站的扇形特性、天线有可能倾斜、无线系统的不断调整以及地形、 车辆等因素都会对信号功率产生影响。
13.1
移动定位概念
移动定位与移动定位服务
• 13.1.1
• 移动定位服务（LBS，Location Based Service ）是指以手机为终 端，通过移动运营商的移动网络，结合其他技术如GPS等，获取移 动终端用户的位置信息（经纬度坐标数据），并在电子地图平台的 支持下为用户提供相应服务的一种移动增值业务，例如找到手机用 户的当前地理位置，然后寻找手机用户当前位置处1公里范围内的 宾馆、影院、图书馆、加油站等的名称和地址。 • LBS就是要借助互联网或无线网络，在固定用户或移动用户之间， 完成定位和服务两大功能。