几种定位原理及其特点分析

 

目前，市场上常见的定位方式是：卫星定位、基站定位、WIFI定位、AGPS定位、IP定位。它们各有其特点，适用场景。

 

定位原理通常是使用“三角定位法”。即知道了用户到三个固定点的距离，就能计算出用户的位置。

1、GPS

GPS(Global PosiTIoning System)即全球定位系统，它是由美国研究的一种定位方式，特点是:不需要SIM卡，不需要连接网络，只要在户外，基本上就能随时随地的准确定位。

但是GPS启动后搜索卫星的时间比较多，一般需要2分钟左右(俗称冷启动，冷启动包括:

1、GPS初次使用 

2、GPS电池耗尽 

3、关机状态下移动1000公里以上的距离或持续关机超过4小时)。        

 

常见的卫星定位系统：中国北斗、美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲伽利略

 

原理：接收机接收GPS卫星广播，通过解析可见GPS卫星的位置、距离等信息以及相应算法得出自己的位置信息。

优势：定位精度高，只要能接收到四颗卫星的定位信号，就可以进行定位。

缺点：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、室内或露天的下层车库(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。

定位精度:5~10米

 

2、LBS(基站)定位

基站包括移动、联通和电信基站。基站定位是通过移动通信的基站信号差异，通过当手机开机，关机，切换基站时都会向就近最优基站鉴权。因此，通过用户出现的基站位置来确认手机位置，另外处于同一基站范围内的，但处于范围中的不同扇区，也会标记。

 

基站定位的准确度取决于定位地点附近所处的基站覆盖密度，如果基站多，定位则准确，如果是山区，基站少，则定位就不那么精确；LBS定位必须联网，手机处于SIM卡注册状态(飞行模式下开wifi和拔出SIM卡都不行)。

 

 

原理：运营商蜂窝基站的位置信息都是固定的，通过接收一个或多个基站信号终端，再根据信号强度及基站位置进行推算自身位置

优点：方便，因为它是通过SIM卡接收基站信号进行定位的。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。因此，只要用户手机处于移动通信网络的有效范围之内，就可以随时进行位置定位，而不受天气、高楼、位置等等的影响。

缺点：通过计算基站信号差异而得出的位置坐标值，很明显地逊于GPS的定位精度，受环境影响较大，在郊区和农村可以将移动台定位在10~20米范围内，在城区由于高大建筑物较多，电波传播环境不好，信号很难直接从基站到达移动台，一般要经过折射或反射，因此定位精度会受到影响，定位范围为100~200米;其次是使用范围较窄，LBS虽然不会受到天气、高架桥或高楼的影响，但如果超出手机的服务范围，或者手机所处的基站数量不足，则无法进行LBS定位，从这一点上说不太适合野外使用。
 

 

定位精度：10-2000米。

 

3、WIFI定位

Wifi定位，顾名思义，周围必须有wifi才可以。WiFi定位的目的是解决室内精确定位，原理类似基站定位。WiFi定位的条件是:

1、必须开启wifi，无论是否连接某一个热点。

2、必须能上网，移动数据或者wifi联网皆可。

原理：每一个无线AP都有一个全球唯一的MAC地址, WiFi定位靠的是侦测附近周围所有的无线网络基地台 (WiFi Access Point) 的 MAC地址，去比对数据库中该 MAC地址的坐标，交叉计算出所在地。
 

优点：

1、定位精度高，wifi密集人流多的地方相当精确;

2、速度快;

3、周围的wifi即使连接不上也能定位。在不依赖外部设备的情况下，没有比WIFI定位更精准的室内定位方式，室内定位不精准，偏二三十米远，这个问题当前科技无解。
 

 

缺点：显而易见的，

1、wifi依赖!--没有打开wifi就不能定位;

2、必须处于联网状态。

3、用户被迫共享了一点流量
 

 

精确度：10~200米

 

4、A-GPS定位

AGPS是辅助GPS定位的一种方法。AGPS和GPS 是一样的,只是加上网络的辅助而已，定位时，必须有GPS模块存在，如果没有GPS模块，这种定位是不起什么作用的。

A-GPS定位是用来加快定位速度的，由于GPS冷启动时，搜星速度很慢(需要把头上二十多颗卫星挨个搜一遍)，大约2分钟才能搜到。增加了AGPS定位之后可以利用基站大体定位下你所在的位置，然后通过网络将这个位置发送到服务器，服务器根据这个位置将此时经过你头顶的卫星参数(哪几颗、频率、位置、仰角等信息)反馈给你的定位设备，设备上的GPS就可以很有目的的去搜索卫星，此时你的搜星速度大大提高，几秒钟就可以定位。

原理：接收机接收GPS卫星广播，通过解析可见GPS卫星的位置、距离等信息以及相应算法得出自己的位置信息。
 

 

优势：和GPS比，

1、搜星定位快，不管是冷启动、热启动，秒定  

2、有效减少设备的电量消耗  

3、缓解弱GPS信号情况下无法定位或精度降低的问题  

4、对移动设备的计算能力要求更低。
 

 

缺点：

1、必须联网，如果你的设备不能上网，或是停机了身边又没有wifi，是没法应用AGPS达到秒定效果的。

2、必须有AGPS位置服务器的支持  

3、与GPS一样，仍无法完美解决室内(室内无法接收GPS信号)定位的问题。
 

 

精确度：5~10米

 

5、IP定位

日常中接触到最多的定位手段，IP 地址是由一个叫互联网服务提供商，即 ISP 提供的。我们可以回顾一下，我们家里拉宽带的流程，可以方便了解IP定位的原理。首先到运营商处办理宽带业务，业务员上门拉线。然后，电脑连接宽带，最后，愉快上网。因此，我们地址和ip的详细信息是在运营商处。

 

三层 ISP 结构分为主干 ISP，地区 ISP，本地 ISP。本地 ISP 给用户提供最直接的服务，本地 ISP 可以连接到地区 ISP，也可以连接到主干 ISP。从原理上讲。只要每一个本地 ISP 都安装了路由器连接到某个地区 ISP，而每一个地区 ISP 也有路由器连接到主干 ISP，那么在这些相互连接的 ISP 的共同作用下，就可以完成互联网中的所有的分组转发任务。

发送信息的流程是当你向好友发了一条微信，这条微信首先会从你所在公司/学校的内网上发到当地的服务器，再从当地服务器发送到地区服务器，之后从地区服务器通过移动/联通/电信的服务器向你好友所在地的地区服务器转发，再通过本地服务器最终转发到好友所在公司/学校的内网。如此一来，既然你的 IP 地址是由当地的 ISP 分配给你的，自然也就知道了你所在的 IP 地。

我们发现图中还有一个叫 IXP 的东西，这里简单扩展一下，还是以发微信为例，如果每次发微信的都将数据先发到本地 ISP，然后发到地区 ISP，然后再发到主干 ISP，通过这样的链路将数据传输到对方的设备上，显然是不合理的，如果流量过大，有没有什么优化方案？显而易见，当然是有的，我们可以通过在低层 ISP 之间搭桥的方式，让流量不走主干 ISP，直接在地区 ISP 之间直接相连进行交换分组，这样一来可以降低延时，二来还可以降低费用（走高层主干 ISP 收费一定比直接走底层地区 ISP 贵）。

 

原理：

申请的运营商的地址判断你的大致位置，注意只是大致位置。最精确可以获取到街道。那么，有一些厂商提供服务为何可以提供精确定位呢？是因为厂家将用户使用时的当前的坐标，跟 IP 地址数据，当前时间，定位方式，WI-FI 信息，移动联通电信等运营商的基站信息，传送给后台服务器中，后台服务器留存了这些数据。再通过利用这些数据，就可以计算出一个 IP 曾经在哪些范围被使用过，从而得到一个精确的范围数据，这个范围的中心点，就被认为是最接近用户的地点

 

优点：

网上有较多的网站可公开查询，简单快速的就是ip定位，门槛较低。

 

缺点：

精确度较低，获取到的地址不准确。