手机定位系统初级理论

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手机定位系统，它是指通过特定的定位技术来获取移动手机或终端用户的位置信息(经纬度坐标)，在电子地图上标出被定位对象的位置的技术或服务。
手机定位系统不一定是手机GPS定位，首先说一下定位技术，定位技术有两种，一种是基于GPS的定位，一种是基于移动运营网的基站的定位。基于GPS的定位方式是利用手机上的GPS定位模块将自己的位置信号发送到定位后台来实现手机定位的。基站定位则是利用基站对手机的距离的测算距离来确定手机位置的。后者不需要手机具有GPS定位能力，但是精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围的大小，有时误差会超过一公里。前者定位精度较高。此外还有利用Wifi在小范围内定位的方式。

手机定位分类
手机定位系统按照提供服务的方式可以分为两种：自有手机定位系统与公用定位系统。根据手机的不同的功能可以有可以分为两种定位，短信版手机定位和WAP版手机定位。合理的使用这些定位系统，可以给生活或者工作提供很多便利。
通过分析了手机GPS以及手机定位系统，可以看出二者的区别和联系，尽管如今手机集成GPS已经被使用，但还不普及，随着GPS技术的发展以及手机的性能的改善，手机GPS以及手机定位系统应该都会成为手机的基本的功能之一。[1]

GPS数据
卜默示条件，GPS模块SiRFStarIII接受每二输出位置的数据，通常$GPRMC精简数据格式的数据，包括纬度，经度的目的，速度（结），运动方向角，年，月，时，分，秒，毫秒，定位数据是有效的或无效的，和其他重要信息。语句格式如下：
$GPRMC，，，，，，，，，，，，*，HH
只需要知道位置信息，所以在阅读唯一的，可以实际应用。
<1>：当地时间代表UTC。格式“当每分钟，小时，分钟和秒。
<2>：工作代表国家。”“显示可用的数据，“V”表示接受警报，没有可用的数据。
<3>：代表纬度数据。“子级的格式。分分分。”
<4>：纬度半球为代表的“N”或“S”。
<5>：代表经度数据。格式和LD
现状；度分钟。sub-sub-sub-sub.”
<6>：代表经度半球，为“E”或“
App读取经纬度数据，用户位置停止分析，确定用户的具体位置在该地区建立和平。方法是基于用户的设置确定中心的纬度和经度和纬度和经度计算出活动维持当前的对象可以超过和平活动预定半径。结果的基础上的歧视，设置相应的标志。[2]

GSM技术编辑
GSM手机定位方式通常可分为基于网络方式和基于终端方式两种。从技术上可分为到达时间 （TOA）、增强测量时间差（E－OTD）和GPS辅助（A－GPS）3种方式。

TOA定位技术
TOA定位方式可在现有的任何手机上实现，手机无需作任何改动。
具体实现步骤：
（1）要定位的手机发出一已知信号，三个或多于三个LMU同时接收该信号，已知信号是手机实行异步切换时发 出的接入突发信号；
（2）各LMU得到信号到达时的绝对GPS时间后，可得到相对时间差（RTD）；
（3）根据前两步的信息，SMLC进行两两比较，计算突发信号到达时间差（TDOA），得出精确位置， 并回到应用中。要通过三角计算得出手机精确位置，必须知道另外两个参数：LMU的地理位置和各 LMU之间的时间偏移量。例如各LMU必须提供的绝对GPS时间，或在已知位置的地点放置参考LMU可得到实际时间差（RTD）参数。
LMU用接入突发信号确定TOA。当定位请求发出时，LMU被选定，且配置正确的频率，以便接收 接入突发信号。此时，手机在业务信道（可能会处于跳频方式）上，以特定功率发送达70个接入脉 冲（时长320ms）。各LMU通过多种方式实现和改善TOA的测量结果。利用收到的突发信号可提高测 量成功概率和测量精度。采用分集技术（如天线分集和跳频），可降低多径效应的影响，提高测量 精度。当某个应用需要知晓手机位置时，该应用向SMLC发出请求，同时告知手机号码和定位精度 要 求。被测量的TOA参数及其误差值一同被采集并发送到SMLC，根据该数据，SMLC可计算出应用所需 要的手机位置，再将位置信息和误差范围发送回应用。
TOA定位方式需要附加硬件（LMU），以达到精确计算突发信号到达时间的目的。实现方式有 多 种：LMU既可集成在BTS内，也可作为单独设备。LMU作为单独设备时，既可有单独的天线，也可与 BTS共享天线，通过空中接口实现网络间通信。

E－OTD定位技术
E－OTD定位方式是从测量时间差（OTD）发展而来的，OTD指测量所得的时间量，E－OTD指测 量 的方式。手机无需附加任何硬件便可得到测量结果。对于同步网，手机测量几个BTS信号的相对到 达时间；对于非同步网，信号同时还需要被一个位置已知的LMU接收。确定了BTS到手机的信号传输时间，则可确定BTS与手机之间的几何距离，然后再根据此距离进行计算，最终确定手机的位置。
实现步骤如下：
1) 手机收到各基站发来信号，得到TOA参数；LMU得到RTD参数；
2) 手机将TOA和RTD参数 传送到GSM网。
3) OTD测量需要用同步、标准且模拟的脉冲。当BTS发送的帧未被同步时，网络需要测量BTS之间 的RTD。为了进行精确的三角测量，OTD测量和RTD测量（非同步BTS时）均需要3个BTS。获得OTD 参 数后，手机位置既可在网络中计算，也可在终端计算（要求手机具备各种必要信息）。前者称为手 机辅助方式，后者称为手机自主方式。
通过手机或网络中的位置计算功能模块，实现位置计算。

A－GPS原理
GPS辅助定位方式实现步骤如下：GSM网收到GPS辅助信息；GSM网将辅助信息发送到手机；手机得到GPS信息，计算并得出自身精确位置；手机将位置信息发送到GSM网。
该方式有手机辅助方式和手机自主方式两种：
（1）手机辅助GPS定位方式
这种解决方案是将传统GPS接收器的大部分功能转移到网络处理器上实现。该方式需要天线、 RF单元和数据处理器等设备。GSM网向手机发送一串极短的辅助信息，包括时间、可视卫星清单、卫星信号多普勒参数和码相位搜索窗口。这些参数有助于内置GP S模块减少GPS信号获得时间。辅 助数据来自经手机GPS模块处理后产生的伪距离数据，且可持续数分钟。收到这些伪距离数据后， 相应的网络处理器或定位服务器能大致估算出手机的位置。GSM网增加必要的修正后，可提高定位精度。
（2）手机自主GPS定位方式
这种手机包含一个全功能的GPS接收器，具有（1）方式中手机的所有功能，再加上卫星位置 和手机位置计算功能。运算开始时，需要的数据比手机辅助方式要多，这些数据能够持续4小时以 上或根据需要进行更新，通常包括时间、参考位置、卫星星历和时间校验参数等。如果某些应用 需要更高的精度，则必须持续（间隔约30s）向手机发差分GPS（DGPS）信号。DGPS信号在非常宽 的地域范围有效，以一个参考接收器为中心可服务于较宽的地域范围。最终位置信息由手机本身 计算得到，若需　要，此定位信息可发送到其它任何应用中。