手机的几种定位方式

手机的位置定位

• 手机的定位方式

1. 卫星定位
2. 基站定位
3. WiFi定位
4. AGPS

 

• 卫星定位

    全球卫星定位系统(Global Positioning System)，简称GPS。简单地说，这个系统是由覆盖全球的24颗卫星组成，它可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。

优势：GPS卫星定位准确、稳定，具有受环境影响小、定位迅速等优势，只要能接收到四颗卫星的信号，就可以进行误差在5米以内的定位，而在中国，一般都可以接收到6-10颗卫星。

缺点：是GPS设备成本高、GPS受天气和位置的影响较大。当遇到天气不佳的时候、或者处于高架桥/树荫的下面，或者在高楼的旁边角落、地下车库或露天的下层车库（或者简单地说当见不到天空的时候），GPS的定位就会受到相当大的影响，甚至无法进行定位服务。

需要GPS硬件支持，直接和卫星交互来获取当前经纬度，这种方式需要手机支持GPS模块（现在大部分的智能机应该都有了）。

通过GPS方式准确度是最高的，但是它的缺点也非常明显：

1. 比较耗电；
2. 绝大部分用户默认不开启GPS模块；
3. 从GPS模块启动到获取第一次定位数据，可能需要比较长的时间；
4. 室内几乎无法使用。这其中，缺点2,3都是比较致命的。

需要指出的是，GPS走的是卫星通信的通道，在没有网络连接的情况下也能用。

主要获取的几个参数：经纬度、海拔、时间、速度、方向。

 

GPS：

32颗，全球覆盖。

 

WAAS:

WAAS（Wide Area Augmentation System）是由美国联邦航空局开发建立的用于空中导航的一个系统，该系统主要是通过解决广域差分GPS的数据通信问题从而提高全球定位系统的精度和可用性。

 

GLONASS:

格洛纳斯（GLONASS），是俄语“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM”的缩写。格洛纳斯卫星导航系统作用类似于美国的GPS、欧洲的伽利略卫星定位系统和中国的北斗卫星导航系统。

 

GALILEO:

伽利略计划是欧洲于1999年初正式推出的旨在独立于GPS和GLONASS的全球卫星导航系统。目前全世界使用的导航定位系统主要是美国的GPS系统，欧洲人认为这并不安全。为了建立欧洲自己控制的民用全球导航定位系统，欧洲人决定实施“伽利略”计划

 

QZSS:

准天顶卫星系统:日本 兼具导航定位、移动通信和广播功能的卫星系统。

借助GPS，提高精度。4星主要服务日本本国境内。

BEIDOU:

导航、定位、授时、短文通讯

 

 

 

 

 

GPS+BEIDOU

GPS+GLONASS；

GPS+GLONASS+BEIDOU；

2017年4月 华为P10 除了日本QZSS，其他四种主流定位系统全部支持。

 

 

• 基站定位

 

　　基站定位服务又叫做移动位置服务Location Based Service，简称LBS，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(经纬度坐标)，在电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务，例如目前中国移动动感地带提供的动感位置查询服务等。

优点：LBS定位的优势是方便、成本低，因为它是通过手机进行定位的。理论上说，只要计算三个基站的信号差异，就可以判断出手机所在的位置，而且用户所持终端只需一部手机即可。因此，只要用户手机有信号，就可以随时进行位置定位，而不受天气、高楼、位置等影响。

缺点：定位精度随所处位置基站数不同会有变化，误差大概50-500米左右，在偏远地区或手机信号塔较小的地区，这个误差值可能会更大。

 

Android 基站定位只要明白了基站/WIFI定位的原理，自己实现基站/WIFI定位其实不难。基站定位一般有几种，第一种是利用手机附近的三个基站进行三角定位，由于每个基站的位置是固定的，利用电磁波在这三个基站间中转所需要时间来算出手机所在的坐标；第二种则是利用获取最近的基站的信息，其中包括基站 id，location area code、mobile country code、mobile network code和信号强度，将这些数据发送到google的定位web服务里，就能拿到当前所在的位置信息，误差一般在几十米到几百米之内。其中信号强度这个数据很重要，

 

• WiFi定位

根据一个固定的WifiMAC地址，通过收集到的该Wifi热点的位置，然后访问网络上的定位服务以获得经纬度坐标。因为它和基站定位其实都需要使用网络，所以在Android也统称为Network方式。

需要获取周边的WiFi及其强度。打开不一定要连接WiFi。

 

 

• AGPS定位

    随着科技日益发展，相对于卫星适用于室外精准定位，基站适用于室内定位的情况，第三种定位方式出现了，那就是“卫星”+“基站”，此类产品同时内嵌了GPS芯片和基站定位技术，能在二种定位方式中间自由切换，当终端搜不到卫星的时候会以基站方式定位，而到了室外一旦搜星成功，终端会自动切换到GPS定位。二种技术来回切换，只为带您最准确的位置信息。

即辅助GPS技术，它可以提高 GPS 卫星定位系统的性能。通过移动通信运营基站它可以快速地定位，广泛用于含有GPS功能的手机上。GPS通过卫星发出的无线电信号来进行定位。当在很差的信号条件下，例如在一座城市，这些信号可能会被许多不规则的建筑物、墙壁或树木削弱。在这样的条件下，非A-GPS 导航设备可能无法快速定位，而A-GPS 系统可以通过运营商基站信息来进行快速定位。

AssistedGPS（辅助全球卫星定位系统），是结合GSM或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。和纯GPS、基地台三角定位比较，AGPS能提供范围更广、更省电、速度更快的定位服务，理想误差范围在10公尺以内，日本和美国都已经成熟运用AGPS于LBS服务（Location Based Service，基于位置的服务）。AGPS技术是一种结合了网络基站信息和GPS信息对移动台进行定位的技术，可以在GSM/GPRS、WCDMA和CDMA2000网络中使进行用。该技术需要在手机内增加GPS接收机模块，并改造手机的天线，同时要在移动网络上加建位置服务器、差分GPS基准站等设备。AGPS解决方案的优势主要体现在其定位精度上，在室外等空旷地区，其精度在正常的GPS工作环境下，可以达到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1分多钟，但很明显，他的硬件要求很高，造价自然高。

1. AGPS和GPS有什么区别？

无论是GPS还是A-GPS,主要都是利用设备内的GPS导航芯片来接收导航卫星信号,而GPS芯片接收导航卫星信号都不收费,但定位时间很慢,因为要花几分钟的时间来等待卫星定位到你的设备上的GPS模块后才能进行导航. A-GPS是在接收导航卫星信号的基础上,还通过网络(GPRS)来获得你设备即时所在的通信运营基站的信息(信号基站的位子),就能快速得知你即时所在位子,让卫星快速地定位你的设备.所以A-GPS比GPS定位的时间快.
所以,为了能快速让卫星定位到你的手机,我们在每次使用某种A-GPS前就需要更新一下"GPS加速器",而更新"GPS加速器"时就需要网络,也就是需要GPRS,就会有流量产生,不过很少.所以A-GPS相对于GPS是收费的, 另外,A-GPS需要网络支持才能实现快速定位,如果你某种设备是A-GPS,也可以不用"GPS加速器",直接使用GPS导航,也能导航,但定位时间很慢,因为不使用网络它和普通的GPS一样. 或者最简单的讲,A-GPS就是:先GPRS上网获得所在位子+GPS接收导航卫星信号;而GPS就是只利用接收导航卫星信号来实现导航.

AGPS就是通过流量+基站快速知道你大概位置，然后再通过GPS获取精确位置。因为GPS定位会相对慢点.

 

六．.总结

1.gps定位。无需连网，无需SIM卡，只要设备有GPS芯片就可以获取位置信息。缺点在于耗电，有场地要求，室内不能定位。定位花费的时间较长（特别是第一次）。

2.基站定位。其精度受到基站数量以及距离基站距离的影响。手机必须开数据连接，应用才能从位置服务器获取位置信息。可用于室内室外都能用。

3．WiFi定位。依靠的是WiFi mac 路由设备的mac地址以及WiFi的信号强度，然后连接网络在服务器进行匹配。需要连接无线数据或者WiFi。

不一定要连上WiFi。可用于室内。

4.AGPS就是数据连接+GPS。室内市外都能用的上。

 

七．安卓代码

 

    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />

    <uses-permission android:name="android.permission.ACCES_MOCK_LOCATION" />

    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_GPS" />

    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />

    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />

    <uses-permission android:name="android.permission.RECEIVE_BOOT_COMPLETED" />

    <uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" />

    <uses-permission android:name="android.permission.READ_PHONE_STATE" />

    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />

    <uses-permission android:name="android.permission.GET_TASKS" />

    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_SETTINGS" />

    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_SECURE_SETTINGS" />

    <uses-permission android:name="android.permission.RECEIVE_SMS" />

    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />

    <uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_LOCATION_EXTRA_COMMANDS" />

 

使用Criteria确定Android location provider

Android location provider有两个：

• LocationManager.GPS_PROVIDER：GPS，精度比较高，但是慢而且消耗电力，而且可能因为天气原因或者障碍物而无法获取卫星信息，另外设备可能没有GPS模块；
• LocationManager.NETWORK_PROVIDER：通过网络获取定位信息，精度低，耗电少，获取信息速度较快，不依赖GPS模块。

为了程序的通用性，希望动态选择location provider。对android通过Location API显示地址信息做了个别改动，可以看到使用了gps定位，精度较高：

这里使用到了Criteria，可根据当前设备情况自动选择哪种location provider。见：

 

LocationManager locationManager = (LocationManager) getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);

Criteria criteria = new Criteria();

criteria.setAccuracy(Criteria.ACCURACY_FINE); // 定位的精准度

//参数 ACCURACY_FINE:精确 ACCURACY_HIGH:比较精确 误差小于100 ACCURACY_LOW:误差小于500米 ACCURACY_MEDIUM:误差在100-500米 ACCURACY_COARSE:初略的位置

criteria.setAltitudeRequired(true); // 海拔信息是否关注

criteria.setBearingRequired(false); // 方位信息 

criteria.setCostAllowed(false); // 是否收费查询

criteria.setPowerRequirement(Criteria.POWER_LOW); // 是否耗电

criteria.setSpeedRequired(true); // 对速度是否关注

String provider = locationManager.getBestProvider(criteria, true);

 

//LocationManager.GPS_PROVIDER;

//LocationManager.NETWORK_PROVIDER;

locationManager.requestLocationUpdates(provider, 3000, 0,new MyLocationListener());

public class MyLocationListener implements LocationListener {

@Override

public void onLocationChanged(Location location) {

Geocoder gc = new Geocoder(MainActivity.this, Locale.getDefault());

List

locationList = null;

try {

locationList = gc.getFromLocation(location.getLatitude(), location.getLongitude(), 1);

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

String datetime = format.format(location.getTime());

Address address = locationList.get(0);

String countryCode = address.getCountryCode();

String locality = address.getLocality();

System.out.println("countryCode:" + countryCode+ ",city:" + locality+",dateTime:"+datetime+"，纬度："+location.getLatitude()+",经度："+location.getLongitude());

for (int i = 0; address.getAddressLine(i) != null; i++) {

String addressLine = address.getAddressLine(i);

System.out.println("street:" + addressLine);

}

}

@Override

public void onProviderDisabled(String provider) {

}

@Override

public void onProviderEnabled(String provider) {

}

@Override

public void onStatusChanged(String provider, int status, Bundle extras) {

}

}

 

---

 

建议：自己代码分析provider选取

 <action android:name="android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE" />

 <action android:name="android.location.PROVIDERS_CHANGED" />

LocationManager

locationManager.isProviderEnabled(LocationManager.GPS_PROVIDER);

Settings.Secure.isLocationProviderEnabled(getContentResolver(),LocationManager.GPS_PROVIDER);

Settings.Secure.setLocationProviderEnabled(getContentResolver(),LocationManager.GPS_PROVIDER, true);

ConnectivityManager con = (ConnectivityManager) context.getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);

con.getNetworkInfo(ConnectivityManager.TYPE_WIFI).isAvailable();

con.getNetworkInfo(ConnectivityManager.TYPE_MOBILE).isAvailable();

---

 

• GPS开机定位分为冷启动、温启动和热启动三种： 

首先普及两个概念：
   星历(Ephemeris)与历书(Almanac)
   为了缩短卫星锁定时间，GPS接收机需利用历书、当地位置的时间来预报卫星运行状态。
   历书与星历都是表示卫星运行的参数。历书包括全部卫星的大概位置，用于卫星预报；星历只是当前接收机观测到的卫星的精确位置，用于精确定位。
   1）cold(冷启动)：没有之前的位置信息，没有星历，没有时间的估算。这种情况发生在初次使用定位时或电池没电导致星历丢失时。关机状态                       下将接收机移动1000公里以上距离。
   2）warm(温启动)：有历书信息，大致的位置和时间可知，没有星历信息。这种情况发生在本次定位距离上次超过两个小时时。
   3）hot(热启动)：有星历信息，大致的时间和位置可知，通常比温启动的时间和位置信息精确。这种情况发生在本次定位与上次定位的时间间隔小于两个小时时。

知道三种启动方式的区别，我们就可以通过删除星历或历书等信息来执行不同的启动

在LocationManager里有sendExtraCommand()这个方法。 在GpsLocationProvider中我们可以找到该方法的具体实现，通过传入不同的参数实现不同的启动方式

LocationManager locationManager = (LocationManager) getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);

//冷启动

Bundle bundle = null;

locationManager.sendExtraCommand("gps", "force_xtra_injection", bundle); //command

locationManager.sendExtraCommand("gps", "force_time_injection", bundle);

boolean b1 = locationManager.sendExtraCommand("gps", "delete_aiding_data", bundle);

//温启动

Bundle bundleWarm = new Bundle();

bundleWarm.putBoolean("ephemeris", true);

locationManager.sendExtraCommand("gps", "force_xtra_injection", bundleWarm); //command

locationManager.sendExtraCommand("gps", "force_time_injection", bundleWarm);

boolean b2 = locationManager.sendExtraCommand("gps", "delete_aiding_data", bundleWarm);

//热启动

Bundle bundleHot = new Bundle();

bundleHot.putBoolean("almanac", true);

locationManager.sendExtraCommand("gps", "force_xtra_injection", bundleHot); //command

locationManager.sendExtraCommand("gps", "force_time_injection", bundleHot);

boolean b3 =locationManager.sendExtraCommand("gps", "delete_aiding_data", bundleHot);