Geolocation背后的基本原理

LBS在移动设备和浏览器里已应用地非常广泛，基于API能很轻松地实现一些和地址位置有关的应用，但一直对这些API背后是如何获取使用者的位置信息却不得而知，今天花了时间粗浅地研究了一下：

得到位置信息主要通过两种途径：GPS和WIFI

1. GPS

GPS基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以 根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到。可见GPS导航系统卫星 部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个 Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。

由上可知，GPS并不是我原先所想的，GPS设备向卫星发请求，卫星把位置返回的模式。

由GPS的原理可以得知它定位的优缺点：

• 优点：在空旷地区比较准确，覆盖面比较广
• 缺点：需要比较长时间定位，比较耗电池，在室内work不太好，需要GPS设备支持

2. WIFI

Google和Skyhook等一些Geolocation service provider会在全世界范围内去收集WIFI热点的位置信息，然后用户的设备只要能支持WIFI就能获取到周围WIFI热点的位置和信号强弱信息，然 后把这些信息发给Google或Skyhook，就能得到自己的位置。这其中最为关键的是WIFI热点的位置信息收集。一般有两种方式，一是 provider（如Google）自己开车到世界各地去收集，如下图所示：

城市街道：

三轮车：

室内：

另一种就是通过用户参与的方式，由用户的设备或人工录入来提供位置信息。

各浏览器就是基于WIFI来定位，但所使用的provider却是不同的：

Firefox & Grome: Google

Safari: Skyhook

由wifi定位的原理可以得知它的优缺点：

• 优点：比较准确，适用于室内环境，相应速度快
• 缺点：在wifi热点少的地方不适用

还有一些其他定位方式：

3. IP

IP定位原理很简单，就是通过你设备的物理地址所备案的地址信息来定位，但这种方式很难准确，特别是在基于proxy来上网的情况下，一般作为GPS和WIFI都不支持的情况下大致模糊匹配，比如各大团购网站检测用户所在城市。

4. 手机基站

和WIFI原理类似，就是把WIFI热点换成基站，实际上Apple的设备就是把WIFI和基站信息结合起来进行定位。